JP2017008554A - Cutter device and tunnel boring machine using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cutter device which enables easy and safe replacement of a roller cutter and which enables excavated sediment to be smoothly eliminated to the outside, and a tunnel boring machine using the same.SOLUTION: A cutter device has a plurality of roller cutters 15 each mounted in a cutter spoke 11 in such a manner as to be rotatable in a cutting direction of a cutter head detachable via each roller cutter rotation support mechanism 2, and has a part of a cutting edge of each roller cutter 15 protruded from a roller cutter mounting port 110 of a front plate 11F of the cutter spoke 11.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、トンネルの掘削工事に使用する土圧式あるいは泥水式のシールド機を含むトンネル掘進機に関し、特にトンネル掘進機のカッタ装置に関する。   The present invention relates to a tunnel excavator including an earth pressure type or muddy water type shield machine used for tunnel excavation work, and more particularly to a cutter device for a tunnel excavator.

トンネルの掘削工事に使用するトンネル掘進機は、一般に、マシン本体の前面にカッタヘッドが回動可能に設けられており、このカッタヘッドの前面板に、地山を切削するためのカッタ装置が装着されている。このカッタヘッドを地山の切羽に押し当て回動させながら前進することで地山を掘削する。
カッタ装置は、一般に、カッタヘッドの軸心に配置された回転筒から半径方向に沿って延びる複数のカッタスポークと、カッタスポークの間に配置される複数の面板と、カッタヘッドの軸心を中心とする周方向に配設されて各カッタスポーク、各面板を連結するリングとを有し、カッタヘッドの中心にセンタビットが設けられ、各カッタスポークの前面に複数のローラカッタが半径方向に沿う半径軸周りに回転自在に配設され、各カッタスポークの両側部に複数のティースビットが配設される。このカッタ装置のローラカッタ他各カッタビットは、地山を切削することで摩耗、損傷し、その摩耗、損傷の進行に伴い切削効率は低下し、最終的に切削困難となって、摩耗、損傷したカッタビットは交換が必要となる。 Generally, a tunnel machine used for tunnel excavation work is provided with a cutter head that can be rotated on the front of the machine body, and a cutter device for cutting natural ground is attached to the front plate of the cutter head. Has been. The cutter head is pushed against the face of the natural ground and moved forward while rotating to excavate the natural ground.
In general, the cutter device is centered on a plurality of cutter spokes extending in a radial direction from a rotary cylinder arranged on the axis of the cutter head, a plurality of face plates arranged between the cutter spokes, and the axis of the cutter head. Each cutter pork and a ring connecting each face plate, a center bit is provided at the center of the cutter head, and a plurality of roller cutters are arranged along the radial direction on the front surface of each cutter pork. A plurality of teeth bits are disposed on both sides of each of the cutter spokes. The roller cutter and other cutter bits of this cutter device are worn and damaged by cutting the natural ground, and the cutting efficiency decreases with the progress of the wear and damage. The cutter bit must be replaced.

従来、泥水式のシールド機のローラカッタの交換においては、マシン本体のカッタチャンバの後部隔壁に設けられたマンロックに作業員が入函し、切羽に作用する地下水圧に等しい高気圧に揚圧して、カッタチャンバ内の泥水内に進入し、潜水作業により、カッタヘッドに取り付けられた摩耗、損傷したローラカッタを取り外し、新たなローラカッタを取り付けていた。
このようなローラカッタの交換作業の場合、切羽に作用する水圧が高いと、高気圧下の作業として作業時間に制限があり、また、減圧作業にも長時間を要する。そして、作業員には減圧症を発生する可能性がある。このため、ローラカッタの交換作業は期間も長く、高額な費用が必要で、特に、掘削地盤が硬く、水圧が高いトンネル工事では問題があった。また、高気圧作業では、減圧症の軽減化と減圧作業の短時間化を図るために、ヘリウム・酸素・窒素の３種混合ガスなどを呼吸する方法を採用するものの、減圧症を完全になくすことはできず、また希少ガスであるヘリウムを使用することに問題があった。 Conventionally, when replacing the roller cutter of a muddy water type shield machine, an operator enters a manlock provided in the rear partition wall of the cutter chamber of the machine body and lifts it to a high atmospheric pressure equal to the groundwater pressure acting on the face. In the muddy water in the cutter chamber, the worn and damaged roller cutter attached to the cutter head was removed by diving work, and a new roller cutter was attached.
In such a roller cutter replacement operation, if the water pressure acting on the face is high, the operation time is limited as a work under high atmospheric pressure, and a long time is required for the decompression operation. And there is a possibility of decompression sickness in workers. For this reason, the roller cutter replacement work has a long period of time and requires a high cost. In particular, there is a problem in tunnel construction where the excavated ground is hard and the water pressure is high. In high pressure work, a method of breathing helium / oxygen / nitrogen mixed gas is used to reduce decompression sickness and shorten the decompression work, but completely eliminate decompression sickness. In addition, there was a problem in using helium, which is a rare gas.

そこで近年は、ローラカッタがカッタスポークの前面板に着脱可能に取り付けられ、カッタスポーク内に形成されたローラカッタの交換のための作業室の大気圧下で、切削ビットを取り外し新しいものに交換できるようにしたカッタ装置を備えたトンネル掘進機が提供されている。この種のトンネル掘進機が特許文献１、２などにより提案されている。   Therefore, in recent years, the roller cutter is detachably attached to the front plate of the cutter pork, and the cutting bit can be removed and replaced with a new one under the atmospheric pressure of the working chamber for replacing the roller cutter formed in the cutter pork. There has been provided a tunnel excavator equipped with the cutter device. This type of tunneling machine is proposed in Patent Documents 1 and 2 and the like.

特許文献１は、シールド掘進機用カッタ装置に関するもので、このカッタ装置は、ローラ支持部材と、ローラ支持部材を回動可能にカッタスポークに支持する回動支持機構とを備え、回動支持機構を介してローラ支持部材を回動させることにより、ローラカッタを掘削位置と退避位置とに切換可能に構成し、岩盤部掘削時は、ローラカッタで岩盤部を掘削し、土砂部掘削時、ローラカッタの交換時は、ローラ支持部材を回動支持機構を介して退避位置に回動させて、ローラカッタが土砂掘削の邪魔にならないようにし、ローラカッタの交換はカッタスポーク内で行うようにしている。このようにしてローラカッタの交換を容易かつ安全に行え、工事費用を抑えるとともに工期の短縮を図っている。   Patent Document 1 relates to a cutter device for a shield machine, and this cutter device includes a roller support member and a rotation support mechanism that rotatably supports the roller support member on a cutter pork. By rotating the roller support member via the roller, the roller cutter can be switched between the excavation position and the retreat position. When replacing the cutter, rotate the roller support member to the retracted position via the rotation support mechanism to prevent the roller cutter from interfering with earth and sand excavation, and replace the roller cutter within the cutter pork. Yes. In this way, the roller cutter can be replaced easily and safely, reducing the construction cost and shortening the construction period.

特許文献２は、ディスクカッタ交換装置及び該交換装置を備えたトンネル掘削機に関するもので、このディスクカッタ交換装置は、カッタスポークの前後壁部間に架設され、カッタ突出口とカッタ交換口と第１の排土口を有する円筒状の案内部と、案内部に回動自在に内装され周面にカッタ突出口とカッタ交換口とに選択的に連通可能なカッタ出入口と第１の排土口に連通可能な第２の排土口を有するドラムと、ドラム内においてカッタ出入口と第２の排土口とを連通しカッタ出入口において進退可能な筒部内にディスクカッタを支持すると共に圧縮ばねにより常時後退方向に付勢される筒状のカッタ支持部材と、案内部に固設されてドラムを支持すると共にそのカム部をドラム内に臨入してカッタ支持部材に圧縮ばねの付勢力に抗して係合させたカム付き部材と、ドラムを回動させるジャッキとを備える。このようにして交換装置を簡略化してコストダウンを図るとともに、ディスクカッタの交換作業を迅速かつ安全に行えるようにしている。   Patent Document 2 relates to a disc cutter exchanging device and a tunnel excavator provided with the exchanging device. The disc cutter exchanging device is installed between front and rear wall portions of a cutter pork, and includes a cutter protruding port, a cutter exchanging port, A cylindrical guide portion having one discharge port, a cutter entrance and a first discharge port which are rotatably mounted in the guide portion and can be selectively communicated with a cutter projection port and a cutter exchange port on the peripheral surface. A drum having a second discharge port that can communicate with the drum, and a disk cutter supported in a cylindrical portion that communicates the cutter outlet and the second discharge port in the drum and can be advanced and retracted at the cutter inlet and A cylindrical cutter support member that is urged in the backward direction, and a drum that is fixed to the guide portion and supports the drum, and the cam portion enters the drum to resist the urging force of the compression spring. Engaging It includes a cammed member that has, and a jack for rotating the drum. In this way, the exchanging apparatus is simplified to reduce the cost, and the disc cutter can be exchanged quickly and safely.

特許３１３９７４９号公報Japanese Patent No. 313949 特開２０１２−１３２２８２公報JP2012-132282A

しかしながら、上記特許文献１のカッタ装置では、次のような問題がある。
（１）このカッタ装置で、特許文献１の図３の場合、ローラ支持部材の後部にシール壁板を介して反力支持部材が取り付けられているため、ローラカッタの周囲が閉鎖空間になっており、ローラカッタで掘削された土砂がローラカッタの周囲やローラカッタの内部に溜まりやすく外部に排出できず、ローラカッタが回転不能になって切羽を掘削できないばかりか、ローラカッタに偏摩耗が生じる恐れがある。また、ローラカッタの交換毎に、ローラ支持部材の後部のシール壁板、反力支持部材を取り外して、そこに止水用ケーシングを取り付ける必要があり、ローラカッタの交換作業が煩雑である。
（２）特に、ローラ支持部材の後部が流通開口部で、ローラ支持部材の側部側でローラカッタを交換する形式のもの（特許文献１の図８参照）の場合、ローラ支持部材の両側に止水用ケーシングが必要で、このローラ支持部材と止水用ケーシングとの間に空間が生じており、ローラ支持部材が回動する過程で、ローラ支持部材のローラカッタ側と流通開口部側が流通可能となるので、切羽が崩壊性地盤の場合、土砂や水がローラカッタの周囲や、ローラ支持部材と止水用ケーシングとの間の空間に侵入し、充満すると（その体積変化が困難となることがあり）、ローラカッタは回動できなくなり、また、ローラ支持部材が回動できなくなってローラカッタの交換ができない恐れがある。
（３）特に、ローラ支持部材の後部が流通開口部で、ローラ支持部材の側部側でローラカッタを交換する形式のもの（特許文献１の図１３参照）の場合、ローラ支持部材の両側に止水用ケーシングが必要で、このローラ支持部材と止水用ケーシングとの間に空間が生じるため、切羽側にもカッタスポーク背面のカッタチャンバ内にも掘削土砂が（加圧）充満しているようなときは、ローラ支持部材の回動中に、切羽側からもカッタチャンバ側からも土砂がローラ支持部材と止水用ケーシングとの間の空間内にたちまち侵入して充満し、このローラ支持部材の回動に伴い、土砂を排除又は体積変化させないと、ローラ支持部材は回動不能になる恐れがある。また、この場合、ローラ支持部材の回動に伴い当該空間の形状が変化するときに、土砂に内部摩擦角をもつ砂や砂礫分が多いとその形状が変化しにくく、ローラ支持部材の回動は極めて困難となる。また、この形式の場合も、ローラカッタの交換毎に、（止水用ケーシングを取り外して）ローラ支持部材の後部にシール壁板を取り付ける必要があり、ローラカッタの交換作業が煩雑である。 However, the cutter apparatus disclosed in Patent Document 1 has the following problems.
(1) With this cutter device, in the case of FIG. 3 of Patent Document 1, since the reaction force support member is attached to the rear portion of the roller support member via the seal wall plate, the periphery of the roller cutter becomes a closed space. The earth and sand excavated by the roller cutter can easily collect around the roller cutter or inside the roller cutter and cannot be discharged to the outside. The roller cutter cannot be rotated and the face cannot be excavated. There is a fear. Further, every time the roller cutter is replaced, it is necessary to remove the seal wall plate and the reaction force supporting member at the rear of the roller support member and attach a water stop casing thereto, and the roller cutter replacement operation is complicated.
(2) Particularly, in the case of a type in which the rear portion of the roller support member is a flow opening and the roller cutter is replaced on the side of the roller support member (see FIG. 8 of Patent Document 1), A water-stop casing is required, and a space is created between the roller support member and the water-stop casing. During the rotation of the roller support member, the roller cutter side and the flow opening side of the roller support member circulate. Therefore, when the face is a collapsible ground, earth and sand and water enter the space around the roller cutter and the space between the roller support member and the water stop casing and fill it up (its volume change becomes difficult). There is a possibility that the roller cutter cannot be rotated, and the roller support member cannot be rotated and the roller cutter cannot be replaced.
(3) Particularly, in the case of the type in which the rear portion of the roller support member is a flow opening and the roller cutter is replaced on the side of the roller support member (see FIG. 13 of Patent Document 1), Since a water-stop casing is required and a space is created between the roller support member and the water-stop casing, the excavated earth and sand are filled (pressurized) both in the face and in the cutter chamber on the back of the cutter spoke. In such a case, during the rotation of the roller support member, earth and sand quickly enter and fill the space between the roller support member and the water stop casing from both the face side and the cutter chamber side. If the earth and sand are not removed or the volume is not changed with the rotation of the member, the roller support member may be unable to rotate. Further, in this case, when the shape of the space changes with the rotation of the roller support member, if the sand or sand has a large amount of sand or gravel, the shape is difficult to change, and the roller support member rotates. Is extremely difficult. Also in this type, each time the roller cutter is replaced, it is necessary to attach a seal wall plate to the rear portion of the roller support member (with the water-stop casing removed), and the roller cutter replacement operation is complicated.

また、上記特許文献２のカッタ装置は、次のような問題がある。
（１）この文献２のカッタ装置の構造（図３参照）では、カッタ出入り口と大径筒部、排土口と小径筒部、カム付き部材と大径筒部のように摺動部が多いため、これらの各部が摩耗しやすく、耐久性に問題がある。
（２）このカッタ装置の構造の場合、カム付き部材や圧縮バネなど精密加工品が多く、複雑な機構になるため、コストの増大は避けられない。
（３）このカッタ装置の構造の場合、ディスクカッタで掘削されたずりが通される筒状のカッタ支持部材は大径筒部と小径筒部とからなり、大径筒部と小径筒部との接続部分で断面が小さくなるため、大径筒部の接続部分側の端部の隅部にずりが滞留しやすく、それが成長すると、土砂が筒部内で詰まって、ディスクカッタが回転不能になり偏摩耗して、掘削ができなくなる恐れがある。 Moreover, the cutter apparatus of the said patent document 2 has the following problems.
(1) In the structure of the cutter device of this document 2 (see FIG. 3), there are many sliding parts such as a cutter entrance / exit and a large diameter cylindrical part, a soil discharge port and a small diameter cylindrical part, a member with a cam and a large diameter cylindrical part. Therefore, these parts are easily worn and there is a problem in durability.
(2) In the case of the structure of this cutter device, since there are many precision processed products such as cam members and compression springs, and the mechanism becomes complicated, an increase in cost is inevitable.
(3) In the case of this cutter apparatus structure, the cylindrical cutter support member through which the shear excavated by the disk cutter is made up of a large diameter cylindrical portion and a small diameter cylindrical portion, Because the cross-section becomes smaller at the connecting part of the large-diameter cylinder, shear tends to stay at the corner of the connecting part side of the large-diameter cylindrical part, and when it grows, the earth and sand are clogged in the cylindrical part, making the disc cutter non-rotatable There is a risk that excavation will not be possible due to uneven wear.

本発明は、このような従来の問題を解決するもので、この種のカッタ装置及びこれを用いたトンネル掘進機において、従来のようなヘリウム・酸素・窒素の三種混合ガスなどの高圧ガスを使用せず、作業員が大気圧下でローラカッタを交換できるようにすることで、作業員に健康障害を生じさせないこと、及びローラカッタの交換に必要な時間、費用を大幅に低減することは勿論のこと、ローラカッタやシェルビットが摩耗又は損傷した場合に、いつでも、簡単かつ安全にローラカッタなどの交換を行えること、さらに、ローラカッタなどにより掘削された土砂がローラカッタ周辺の各部材間に侵入するのを防止するとともに、ローラカッタ及びその周囲に付着、滞留する掘削土砂を外部に円滑に排除して、ローラカッタ及びその周辺各部の機能を良好に維持すること、ローラカッタの交換に必要な構造を可及的に簡単にしてコストのさらなる低減を図ること、岩、巨礫、軟弱地盤などの複合地盤で種々の地盤に適したカッタビットに交換できるようにすること、以ってトンネル掘進機を複合地盤における長距離掘進に適応できるようにすること、を目的とする。   The present invention solves such a conventional problem, and in such a cutter device and a tunnel machine using the same, a high-pressure gas such as a conventional mixed gas of helium, oxygen, and nitrogen is used. Without allowing the worker to replace the roller cutter under atmospheric pressure, not to cause a health hazard to the worker and, of course, to significantly reduce the time and cost required to replace the roller cutter. In addition, when a roller cutter or a shelving is worn or damaged, the roller cutter can be easily and safely replaced at any time, and the earth and sand excavated by the roller cutter can be removed between the members around the roller cutter. In addition to preventing intrusion, the excavated soil that adheres to and stays around the roller cutter and its surroundings is smoothly removed to the outside. Cutter suitable for various grounds in composite ground such as rocks, boulders, soft ground, etc., to maintain good performance, simplify the structure required for roller cutter replacement as much as possible, and further reduce costs The purpose is to make it possible to change to a bit, and thus to make the tunnel excavator adaptable to long-distance excavation in complex ground.

上記目的を達成するために、本発明のカッタ装置は、
カッタヘッドの軸心から半径方向に沿って延び、前面板に複数のローラカッタ取付口を有し、後面板に複数の排土口を有し、前記各ローラカッタ取付口と前記各排土口との間に設置される複数のローラカッタ回転支持機構、及び前記各ローラカッタ回転支持機構の少なくとも片側一方に画成され、掘進機本体側の大気圧に連通されるローラカッタ交換作業室とを具備する複数のカッタスポークと、
前記カッタスポーク内に前記各ローラカッタ回転支持機構を介して前記カッタヘッドの切削方向に回転可能にかつ着脱可能に取り付けられ、刃先の一部が前記前面板の前記各ローラカッタ取付口から突出される前記複数のローラカッタと、
を備え、
前記各ローラカッタ回転支持機構は、
前記前面板の前記ローラカッタ取付口の両側縁部と前記後面板の前記排土口の両側縁部との間に断面円弧状に形成され、前記ローラカッタ取付口と前記排土口との間に連通可能な連通空間を画成し、その少なくとも片側一方にローラカッタ交換作業室を画成する断面円弧状の一対のガイド部、及び少なくとも一方のガイド部に開閉可能に形成され、前記連通空間と前記ローラカッタ交換作業室を連通可能な蓋と、前記各ガイド部の両側開口面を遮蔽する遮蔽部とを有してなる弧状ガイドと、
前記弧状ガイド内に嵌合可能に、前記前面板の前記ローラカッタ取付口の開口面に沿って形成され、前記ローラカッタが突出される前記ローラカッタ突出口を有する前面部と、前記前面部から反対側の後面部に向けて前記一対のガイド部に沿う断面円弧状に形成される一対の側面部と、前記後面部に開口を形成されて、前記前面部と前記後面部の開口との間に前記排土口に連通可能な通路にして形成されるカッタ収容部と、これら前面部、各側面部、後面部開口の両側開口面を遮蔽する回転遮蔽部と、前記カッタ収容部内に前記カッタヘッドの切削方向に対して直角に取り付けられるローラカッタ支持軸とを有してなり、前記弧状ガイド内に回動軸を介して回動可能に配置される筒状回動部と、
前記筒状回動部の前記回動軸に作動連結され、前記回動軸を駆動する駆動系と、
を具備し、
前記ローラカッタは前記筒状回動部の前記カッタ収容部内に前記ローラカッタ支持軸を介して刃先の一部を前記ローラカッタ突出口から突出して回転可能に取り付けられる、
ことを要旨とする。
また、このカッタ装置は、各部に次のように構成を有することが好ましい。
（１）筒状回動部は弧状ガイド内にローラカッタ支持軸に対して平行の又は直交する回動軸により回動される。
（２）前面板のローラカッタ取付口の周囲、及び／又は筒状回動部の回動軸の外周面、及び／又は後面板の排土口若しくは筒状回動部の通路にそれぞれ、流体をジェット噴射するためのジェット噴射ノズルを併せて備える。
（３）筒状回動部の一方の側面部の一部に断面直線状の面が形成され、当該断面直線状の面に礫層、玉石混じりの砂礫層で使用する各種ビットが併設される。 In order to achieve the above object, the cutter device of the present invention comprises:
Extending along the radial direction from the axial center of the cutter head, the front plate has a plurality of roller cutter mounting ports, the rear plate has a plurality of soil discharge ports, the roller cutter mounting ports and the soil discharge ports A plurality of roller cutter rotation support mechanisms installed between the roller cutter rotation support mechanism and a roller cutter exchange working chamber defined on at least one side of each of the roller cutter rotation support mechanisms and communicating with the atmospheric pressure on the main body side of the excavator. A plurality of cutspokes,
A cutter blade is rotatably attached to and detached from the cutter head in the cutting direction of the cutter head via the roller cutter rotation support mechanism, and a part of the blade edge protrudes from the roller cutter attachment opening of the front plate. The plurality of roller cutters,
With
Each roller cutter rotation support mechanism,
A cross-sectional arc shape is formed between both side edges of the roller cutter mounting port of the front plate and both side edges of the soil discharging port of the rear plate, and between the roller cutter mounting port and the soil discharging port. A communication space that can be communicated with at least one of the guide portions having an arcuate cross section that defines a roller cutter replacement working chamber on at least one side thereof, and at least one guide portion that is openable and closable. And an arcuate guide having a lid capable of communicating with the roller cutter exchanging chamber, and a shielding part that shields both side opening surfaces of each guide part,
From the front part, the front part having the roller cutter projecting port formed along the opening surface of the roller cutter mounting port of the front plate so that the roller cutter can be fitted into the arcuate guide; A pair of side surface portions formed in a cross-sectional arc shape along the pair of guide portions toward the opposite rear surface portion, and an opening is formed in the rear surface portion, between the front surface portion and the opening of the rear surface portion. A cutter housing portion formed as a passage that can communicate with the earth discharge port, a front surface portion, each side surface portion, a rotation shielding portion that shields both opening surfaces of the rear surface portion opening, and the cutter inside the cutter housing portion. A cylindrical rotating part, which has a roller cutter supporting shaft attached at right angles to the cutting direction of the head, and is disposed in the arcuate guide so as to be rotatable via a rotating shaft;
A drive system that is operatively connected to the pivot shaft of the cylindrical pivot section and drives the pivot shaft;
Comprising
The roller cutter is rotatably mounted by protruding a part of a blade edge from the roller cutter projecting opening through the roller cutter support shaft in the cutter accommodating portion of the cylindrical rotating portion.
This is the gist.
Moreover, it is preferable that this cutter apparatus has a structure as follows in each part.
(1) The cylindrical rotating part is rotated in the arcuate guide by a rotating shaft that is parallel or orthogonal to the roller cutter support shaft.
(2) Fluids around the roller cutter mounting opening of the front plate and / or the outer peripheral surface of the rotating shaft of the cylindrical rotating portion and / or the discharge port of the rear plate or the passage of the cylindrical rotating portion, respectively. In addition, a jet spray nozzle for jet spraying is provided.
(3) A surface having a straight cross section is formed on a part of one side surface portion of the cylindrical rotating portion, and various bits used for a gravel layer and a gravel layer mixed with cobblestone are attached to the surface having the straight cross section. .

また、上記目的を達成するために、本発明のトンネル掘進機は、全体が略筒体をなし、ジャッキにより推進される掘進機本体と、前記掘進機本体の前部に回転可能に装着され、前面にカッタ装置を有するカッタヘッドとを備えるトンネル掘進機において、上記のカッタ装置が採用される、ことを要旨とする。   In order to achieve the above object, the tunnel excavator of the present invention has a substantially cylindrical body as a whole, and is rotatably mounted on the excavator main body propelled by a jack and the front of the excavator main body, The gist is that the above-described cutter device is employed in a tunnel excavator provided with a cutter head having a cutter device on the front surface.

本発明のカッタ装置及びこれを用いたトンネル掘進機では、上記の構成により、次のような本発明独自の格別な効果を奏する。
（１）カッタスポーク内にローラカッタ回転支持機構とローラカッタ交換室が設けられ、作業員がローラカッタ交換作業室の大気圧下でローラカッタを交換できるようにしたので、従来のようなヘリウム・酸素・窒素の三種混合ガスなどの高圧ガスを使用せず、作業員が大気圧下でローラカッタを交換することができ、これにより、作業員に健康障害を生じさせることがなく、ローラカッタの交換に必要な時間、費用を大幅に低減することができる。
（２）ローラカッタ回転支持機構の特に弧状ガイドと筒状回動部の構造により、弧状ガイドの一方のガイド部（の連通部）を蓋で閉塞した状態とし、弧状ガイド内で筒状回動部を回動することにより、ローラカッタを一方のガイド部の蓋まで回動し、筒状回動部の一方の側部でローラカッタ取付口を遮断し、他方の側部で排土口を遮断して、弧状ガイドの一方のガイド部の蓋を取り外し（連通部を）開放することにより、カッタローラを交換するようにしたので、ローラカッタが摩耗又は損傷した場合に、いつでも、簡単かつ安全にローラカッタの交換を行うことができる。
（３）ローラカッタの交換に使用するローラカッタ回転支持機構を、筒形構造の弧状ガイドと、筒形構造の筒状回動部と、筒状回動部の回動軸を駆動する駆動系とにより構成するので、ローラカッタの交換に必要な構造を可及的に簡単にしてコストのさらなる低減を図ることかできる。
（４）カッタスポークの前面板のローラカッタ取付口と筒状回動部との間はシール材により遮断されることで、筒状回動部の前面部のローラカッタ突出口と後面部の開口との間の通路以外に、切羽からの土砂が入り込むような空間がないので、筒状回動部の前面部のローラカッタ突出口から入ってきた掘削土砂は前面部のローラカッタ突出口と後面部の開口との間の通路を経て、排土口から外部へ円滑に排除し、掘削土砂がローラカッタ周辺の各部材間に侵入し、滞留するのを防止して、ローラカッタ及びその周辺各部の機能を良好に維持することができる。
（５）筒状回動部の一方の側面部に礫層、玉石混じりの砂礫層などで使用する各種ビットを併設できるので、岩、巨礫、軟弱地盤などが交互に現れる所謂複合地盤で種々の地盤に適したカッタビットに容易に交換することができる。
（６）上記（１）−（５）により、トンネル掘進機を複合地盤における長距離掘進に適応させることができる。 In the cutter device of the present invention and the tunnel excavator using the same, the following special effects of the present invention can be obtained by the above configuration.
(1) A roller cutter rotation support mechanism and a roller cutter replacement chamber are provided in the cutter pork so that workers can replace the roller cutter under atmospheric pressure in the roller cutter replacement chamber. Without using high-pressure gas such as oxygen / nitrogen mixed gas, the worker can replace the roller cutter under atmospheric pressure. The time and cost required for replacement can be greatly reduced.
(2) Due to the structure of the roller cutter rotation support mechanism, in particular, the arc guide and the cylindrical rotating portion, one guide portion (communication portion) of the arc guide is closed with a lid, and the cylindrical rotation is performed in the arc guide. By rotating the part, the roller cutter is rotated to the lid of one guide part, the roller cutter mounting port is shut off at one side of the cylindrical rotating part, and the earth discharge port is closed at the other side. The cutter roller is replaced by removing the lid of one of the arcuate guides and opening (the communication part), so that it is easy and safe whenever the roller cutter is worn or damaged. In addition, the roller cutter can be replaced.
(3) A roller cutter rotation support mechanism used for exchanging the roller cutter includes a cylindrical arc guide, a cylindrical rotating portion of the cylindrical structure, and a drive system for driving a rotating shaft of the cylindrical rotating portion. Therefore, the structure necessary for replacing the roller cutter can be simplified as much as possible to further reduce the cost.
(4) The roller cutter mounting opening on the front plate of the cutter pork and the cylindrical rotating part are blocked by a sealing material, so that the roller cutter protruding opening and the rear surface opening on the front part of the cylindrical rotating part Since there is no space for dirt and sand from the face to enter, there is no excavated earth and sand from the roller cutter protrusion on the front of the cylindrical rotating part. Through the passage between the opening of the surface portion, it is smoothly removed from the discharge port to the outside, preventing the excavated earth and sand from entering and staying between the members around the roller cutter, and the roller cutter and its surrounding parts. The function of can be maintained well.
(5) Since various bits used for gravel layers, cobblestone-mixed gravel layers, etc. can be provided on one side of the cylindrical rotating part, various so-called composite grounds where rocks, boulders, soft grounds, etc. appear alternately It can be easily replaced with a cutter bit suitable for the ground.
(6) According to the above (1) to (5), the tunnel excavator can be adapted to the long-distance excavation in the composite ground.

本発明の第１の実施の形態によるカッタ装置を装着したトンネル掘進機の構成を示す正面図）The front view which shows the structure of the tunnel machine equipped with the cutter apparatus by the 1st Embodiment of this invention) 同トンネル掘進機のシールド本体の前部側の一部及び同カッタ装置の構成を示す部分側面断面図Partial side sectional view showing a part of the front side of the shield body of the tunnel machine and the configuration of the cutter device 同カッタ装置の要部の構成を示す平面断面図Plan sectional drawing which shows the structure of the principal part of the cutter apparatus 同カッタ装置の要部の構成を示す側面断面図Side sectional view showing the configuration of the main part of the cutter device 同カッタ装置に用いる駆動装置の構成を示す平面図The top view which shows the structure of the drive device used for the cutter apparatus 同カッタ装置に用いる他の駆動装置の構成を示す平面図The top view which shows the structure of the other drive device used for the cutter apparatus 同カッタ装置の特にローラカッタ回転支持機構の動作を示す平面断面図Plan sectional view showing the operation of the roller cutter rotation support mechanism of the cutter device. 本発明の第２の実施の形態によるカッタ装置の要部の構成を示す断面図（（ａ）は平面断面図（ｂ）は側面断面図）Sectional drawing which shows the structure of the principal part of the cutter apparatus by the 2nd Embodiment of this invention ((a) is plane sectional drawing (b) is side sectional drawing) 同カッタ装置の特にローラカッタ回転支持機構の動作を示す断面図（（ａ）は平面断面図（ｂ）は側面断面図）Sectional drawing which shows operation | movement of the roller cutter rotation support mechanism of the cutter apparatus especially ((a) is a plane sectional view (b) is a side sectional view) 同カッタ装置の特にローラカッタ回転支持機構の動作を示す平面断面図Plan sectional view showing the operation of the roller cutter rotation support mechanism of the cutter device. 本発明の第３の実施の形態によるカッタ装置の要部の構成を示す断面図（（ａ）は一部断面正面図（ｂ）は側面断面図（ｃ）は平面断面図）Sectional drawing which shows the structure of the principal part of the cutter apparatus by the 3rd Embodiment of this invention ((a) is a partial sectional front view (b) is a side sectional view (c) is a planar sectional view)

次に、この発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図１、図２にトンネル掘進機を示している。
図１、図２に示すように、トンネル掘進機Ｍは、シールドジャッキ（図示省略）により推進されるシールド本体（掘削機本体）Ｍ１と、シールド本体Ｍ１の前部に回転可能に装着され、前面にカッタ装置１を有するカッタヘッドＭ２とを備える。
シールド本体Ｍ１は全体が略円筒体をなし、その前部に切羽崩壊土圧を保持する隔壁１０１が設けられて、この隔壁１０１に軸受（図示省略）を介して旋回環・ギア１０２がシールド本体Ｍ１軸心（カッタヘッドＭ２の軸心）回りに回転可能に支持され、この旋回環・ギア１０２に複数のカッタヘッド支持桁１０３が前方に突設されて、これらのカッタヘッド支持桁１０３の前端部に円形のカッタヘッドＭ２が取り付けられる。また、隔壁１０１の後部の大気圧側には、カッタヘッドＭ２を回転駆動するカッタ駆動装置１０４が設置される。このカッタ駆動装置１０４は、旋回環・ギア１０２の背面に設けられたリングギアと、このリングギアに噛み合う複数の駆動ピニオンと、駆動ピニオンをそれぞれ回転駆動する複数の駆動モータとにより構成される。この隔壁１０１にはまた、カッタヘッドＭ１により掘削された土砂を、切羽土圧を保持しつつ後部の大気圧側に排出する排土装置１０５が設けられる。
かかるシールド本体Ｍ１前部のカッタヘッドＭ２の前面に本発明によるカッタ装置１が設けられる。
カッタ装置１は、シールド本体Ｍ１の軸心上に配置される回転筒１０と、回転筒１０から半径方向に沿って延びる複数本、この場合、８本のカッタスポーク１１と、シールド本体Ｍ１の軸心を中心とする周方向に配設されて各カッタスポーク１１を連結する外周リング１３とを備え、回転筒１０の前面にはセンタビット１４が設けられ、各カッタスポーク１１０の前面板１１Ｆに岩盤や礫を破砕するローラカッタ１５がそれぞれ半径方向に沿う半径軸回りに回転自在に配設され、各カッタスポーク１１の両側部に複数のティースビット１６が配設されて構成される。なお、図１中、符号１２は開口部である。また、各カッタスポーク１１内にはローラカッタ１５の交換作業を行うためのローラカッタ交換作業室２０が設けられ、回転筒１０内には、作業員が出入り可能な出入り室１０Ｓが設けられる。この出入り室１０Ｓは隔壁１０１を貫通してシールド本体Ｍ１内の大気圧側からカッタスポーク１１内のローラカッタ交換作業室２０へローラカッタ交換作業室２０側の人孔１０ａを通じて出入り可能に連通される。なお、回転筒１０内には作泥土材供給管１７が配管され、回転筒１０の前部に作泥土材噴出口１８が設けられる。
そして、このカッタ装置１では、特に、各カッタスポーク１１の前面板１１Ｆに複数のローラカッタ取付口１１０を有し、後面板１１Ｒに複数の排土口１１１（図３参照）を有し、各ローラカッタ取付口１１０と各排土口１１１との間に後述する複数のローラカッタ回転支持機構２が設置され、各ローラカッタ回転支持機構２の少なくとも片側一方にシールド本体Ｍ１側の大気圧に連通されるローラカッタ交換作業室２０が画成され、複数のローラカッタ１５がそれぞれ、各カッタスポーク１１内に各ローラカッタ回転支持機構２を介してカッタヘッドＭ２の切削方向に回転可能にかつ着脱可能に取り付けられ、刃先の一部が各カッタスポーク１１の前面板１１Ｆの各ローラカッタ取付口１１０から突出される。
このようにしてトンネル掘進機Ｍはカッタ駆動装置１０４によりカッタヘッドＭ２を地山の切羽に押し当て回動させながら切羽を掘削し、掘削ずりを排土装置１０５により排出しながら、シールドジャッキ（図示省略）により前進し、地山を推進するようになっている。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a tunnel excavator.
As shown in FIGS. 1 and 2, the tunnel excavator M is rotatably mounted on a shield body (excavator body) M1 propelled by a shield jack (not shown) and a front portion of the shield body M1. And a cutter head M2 having a cutter device 1.
The shield body M1 has a substantially cylindrical body as a whole, and a partition wall 101 for holding the face collapse earth pressure is provided at the front thereof, and the rotating ring / gear 102 is connected to the partition body 101 via a bearing (not shown). A plurality of cutter head support girders 103 are provided on the swivel ring / gear 102 so as to be rotatable about the M1 axis (the axis of the cutter head M2), and the front ends of these cutter head support girders 103 are supported. A circular cutter head M2 is attached to the part. A cutter driving device 104 that rotationally drives the cutter head M2 is installed on the atmospheric pressure side at the rear of the partition wall 101. The cutter driving device 104 includes a ring gear provided on the back surface of the swivel ring / gear 102, a plurality of drive pinions that mesh with the ring gear, and a plurality of drive motors that rotationally drive the drive pinions. The partition wall 101 is also provided with a soil removal device 105 that discharges the earth and sand excavated by the cutter head M1 to the rear atmospheric pressure side while maintaining the face soil pressure.
The cutter device 1 according to the present invention is provided on the front surface of the cutter head M2 in front of the shield body M1.
The cutter device 1 includes a rotating cylinder 10 disposed on the axis of the shield body M1, a plurality of, in this case, eight cutter spokes 11 extending in the radial direction from the rotating cylinder 10, and a shaft of the shield body M1. An outer peripheral ring 13 that is arranged in a circumferential direction centered on the center and connects each of the cutter spokes 11; a center bit 14 is provided on the front surface of the rotary cylinder 10; Roller cutters 15 for crushing the gravel and the like are arranged so as to be rotatable around a radial axis along the radial direction, and a plurality of teeth bits 16 are arranged on both sides of each cutter pork 11. In FIG. 1, reference numeral 12 denotes an opening. Each cutter pork 11 is provided with a roller cutter exchange chamber 20 for exchanging the roller cutter 15, and the rotary cylinder 10 is provided with an entrance / exit chamber 10S through which an operator can enter and exit. The entrance / exit chamber 10S passes through the partition wall 101 and communicates from the atmospheric pressure side in the shield body M1 to the roller cutter exchange work chamber 20 in the cutter pork 11 through a human hole 10a on the roller cutter exchange work chamber 20 side. . A mud clay material supply pipe 17 is provided in the rotary cylinder 10, and a mud clay material outlet 18 is provided at the front of the rotary cylinder 10.
In this cutter apparatus 1, in particular, the front plate 11F of each cutter pork 11 has a plurality of roller cutter mounting ports 110, and the rear plate 11R has a plurality of soil discharge ports 111 (see FIG. 3). A plurality of roller cutter rotation support mechanisms 2, which will be described later, are installed between the roller cutter attachment port 110 and each earth discharge port 111. At least one side of each roller cutter rotation support mechanism 2 communicates with the atmospheric pressure on the shield body M1 side. The roller cutter replacement working chamber 20 is defined, and a plurality of roller cutters 15 can be rotated in the cutting direction of the cutter head M2 in each cutter pork 11 via each roller cutter rotation support mechanism 2 and detachable. A part of the blade edge protrudes from each roller cutter attachment port 110 of the front plate 11F of each cutter pork 11.
In this manner, the tunnel excavator M excavates the face while rotating the cutter head M2 against the face of the natural ground by the cutter driving device 104, and discharges the excavated sludge by the earth removing device 105, while (Omitted) is moving forward and promoting natural ground.

以下、このカッタ装置１のローラカッタ回転支持機構２及びローラカッタ１５について、詳しく説明する。
（第１の実施の形態）
図３、図４にローラカッタ回転支持機構及びローラカッタの第１の実施の形態を示している。
図３、図４に示すように、各カッタスポーク１１は断面矩形状の長い箱形に構成され、前面板１１Ｆ、後面板１１Ｒ、各側面板１１Ｓは平板状で、前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０、後面板１１Ｒの排土口１１１は各面板に相互に対向して形成され、ローラカッタ取付口１１０は前面板１１Ｆに前面板１１Ｆ幅方向に長い矩形状に排土口１１１よりも少し大きく開口され、排土口１１１は後面板１１Ｒに後面板１１Ｒ幅方向に長い矩形の筒状に形成されて、かかるカッタスポーク１１において各ローラカッタ回転支持機構２は、弧状ガイド３と、筒状回動部４と、筒状回動部４を駆動する駆動系としての駆動装置５とを備えて構成される。
なお、カッタスポーク１１のローラカッタ取付口１１０の開口縁部、排土口１１１の開口縁部（この場合、後述する弧状ガイド３の排土口１１１に近接する位置）にはそれぞれ、シール材取付溝１９０が形成され、このシール材取付溝１９０にシール材１９が取り付けられる。 Hereinafter, the roller cutter rotation support mechanism 2 and the roller cutter 15 of the cutter device 1 will be described in detail.
(First embodiment)
3 and 4 show a roller cutter rotation support mechanism and a roller cutter according to a first embodiment.
As shown in FIGS. 3 and 4, each of the spokes 11 is formed in a long box shape having a rectangular cross section, and the front plate 11F, the rear plate 11R, and the side plates 11S are flat, and a roller cutter is attached to the front plate 11F. The mouth 110 and the soil discharge port 111 of the rear surface plate 11R are formed to face each other, and the roller cutter mounting port 110 is formed in a rectangular shape that is long in the width direction of the front surface plate 11F than the soil discharge port 111. A large opening is formed, and the discharge port 111 is formed in the rear plate 11R in a rectangular tube shape that is long in the width direction of the rear plate 11R. In such a cutter pork 11, each roller cutter rotation support mechanism 2 includes an arc guide 3 and a tube shape. The rotating unit 4 and a driving device 5 as a driving system for driving the cylindrical rotating unit 4 are provided.
It should be noted that an opening edge portion of the roller cutter attachment port 110 of the cutter pork 11 and an opening edge portion of the earth discharge port 111 (in this case, a position close to the earth discharge port 111 of the arcuate guide 3 described later) are attached to the sealing material, respectively. A groove 190 is formed, and the seal material 19 is attached to the seal material attachment groove 190.

弧状ガイド３は、カッタスポーク１１の前面板１１Ｆと後面板１１Ｒとの間に中心をおき、前面板１１Ｒのローラカッタ取付口１１０の両側縁部を通り、円弧の一部がローラカッタ取付口１１０から前方所定の範囲に突出されるカッタスポーク１１内の仮想円周Ｃ１に沿って前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の両側縁部と後面板１１Ｒの排土口１１１の両側縁部との間に形成され、ローラカッタ取付口１１０と排土口１１１との間に連通空間３０を画成し、その両側にローラカッタ交換作業室２０を画成する断面円弧状の一対のガイド部３１、及び少なくとも一方のガイド部３１に開閉可能に形成され、連通空間３０と一方のローラカッタ交換作業室２０を連通可能な蓋３１１と、各ガイド部３１の両側開口面を遮蔽する遮蔽部３２とを有してなる。
この場合、弧状ガイド３は仮想円周Ｃ１がカッタスポーク１１の前面板１１Ｆと後面板１１Ｒとの間でカッタスポーク１１の中心よりも少し前面板１１Ｆ側に寄った位置に中心をおき、前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の前面板１１Ｆ幅方向の両側縁部を通り、円弧の一部がローラカッタ取付口１１０から前方所定の範囲に突出されるものとして構成される。すなわち、弧状ガイド３は、一対のガイド部３１がそれぞれ、前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の前面板１１Ｆ幅方向の両側縁部と後面板１１Ｒの排土口１１１の後面板１１Ｒ幅方向の両側縁部との間に仮想円周Ｃ１に沿って円弧状に形成され、前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の前面板１１Ｆ長さ方向の両側縁部と後面板１１Ｒの排土口１１１の後面板１１Ｒ長さ方向の両側縁部との間にそれぞれ、遮蔽部３２が形成されて、ローラカッタ取付口１１０と排土口１１１との間に連通空間３０が画成され、その両側にローラカッタ交換作業室２０が画成される。この連通空間３０はローラカッタ１５で掘削された掘削ずりを排土口１１１へ移動するのに用いられる。また、この場合、一方のガイド部３１は中間所定の範囲の一部がローラカッタ取付口１１０、排土口１１１間の連通空間３０と一方のローラカッタ交換作業室２０とが連通可能に分割されて蓋３１１になっており、この蓋３１１が一方のガイド部３１においてボルトナットにより着脱可能に連結される。この蓋３１１により閉鎖された連通部３１０は、ローラカッタ１５の交換時に摩耗、損傷したローラカッタ１５の取り出しと、新規のローラカッタ１５の組み込みに用いられる。そして各遮蔽部３２には仮想円周Ｃ１の中心に対応する位置に軸受取付穴３２０が形成され、各軸受取付穴３２０に筒状回動部４の回動軸のための軸受３３が固着される。 The arc-shaped guide 3 is centered between the front plate 11F and the rear plate 11R of the cutter pork 11, passes through both side edges of the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11R, and a part of the arc is the roller cutter mounting port 110. Between both side edges of the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F and both side edges of the soil discharge port 111 of the rear plate 11R along a virtual circumference C1 in the cutter pork 11 protruding forward from the predetermined range. A pair of guide portions 31 having a circular arc cross section that defines a communication space 30 between the roller cutter attachment port 110 and the earth discharge port 111 and that defines the roller cutter replacement working chamber 20 on both sides thereof, and A lid 311 that is formed to be openable and closable in at least one guide portion 31 and allows communication between the communication space 30 and one roller cutter replacement work chamber 20, and a shielding portion 32 that shields both side opening surfaces of each guide portion 31. It made have.
In this case, the arcuate guide 3 is centered at a position where the virtual circumference C1 is slightly closer to the front plate 11F side than the center of the cut spoke 11 between the front plate 11F and the rear plate 11R of the cut spoke 11. A part of the circular arc protrudes from the roller cutter attachment port 110 to a predetermined range in front through both side edges in the width direction of the front plate 11F of the 11F roller cutter attachment port 110. That is, the arc-shaped guide 3 includes a pair of guide portions 31 in the width direction of the front plate 11F in the width direction of the front plate 11F and the rear plate 11R in the width direction of the soil discharge port 111 of the rear plate 11R. A circular arc is formed along the imaginary circumference C1 between both side edges, and both side edges in the length direction of the front plate 11F of the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F and the discharge port 111 of the rear plate 11R. Shielding portions 32 are respectively formed between both side edges in the length direction of the rear plate 11R, and a communication space 30 is defined between the roller cutter mounting port 110 and the soil discharge port 111, and rollers are provided on both sides thereof. A cutter exchange work room 20 is defined. This communication space 30 is used to move the excavated shear excavated by the roller cutter 15 to the earth discharge port 111. Further, in this case, one guide portion 31 is divided so that a part of the intermediate predetermined range can communicate with the communication space 30 between the roller cutter mounting port 110 and the soil discharge port 111 and the one roller cutter replacement work chamber 20. The lid 311 is detachably connected to the one guide portion 31 by bolts and nuts. The communication portion 310 closed by the lid 311 is used to take out the roller cutter 15 that has been worn or damaged when the roller cutter 15 is replaced, and to incorporate a new roller cutter 15. Each shielding portion 32 is formed with a bearing mounting hole 320 at a position corresponding to the center of the virtual circumference C1, and a bearing 33 for the rotating shaft of the cylindrical rotating portion 4 is fixed to each bearing mounting hole 320. The

筒状回動部４は、弧状ガイド３内に嵌合可能に、カッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の開口面に沿って形成され、ローラカッタ１５が突出されるローラカッタ突出口４０、及びこのローラカッタ突出口４０と前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０との間を遮断する遮断部４１を有する前面部４Ｆと、前面部４Ｆから反対側の後面部４Ｒに向けて弧状ガイド３の一対のガイド部３１に沿う断面円弧状に形成される一対の側面部４Ｓと、後面部４Ｒに開口４２を形成されて、前面部４Ｆと後面部４Ｒの開口４２との間に排土口１１１に連通可能な通路４３Ｓにして形成されるカッタ収容部４３と、これら前面部４Ｆ、各側面部４Ｓ、後面部開口４２の両側開口面を遮蔽する回転遮蔽部４４と、カッタ収容部４３内のローラカッタ突出口４０と仮想円周Ｃ１の中心との間にカッタヘッドＭ２の切削方向に対して直角に取り付けられるローラカッタ支持軸４５とを有してなり、弧状ガイド３内に仮想円周Ｃ１の中心を回動中心として回動軸４６を介して各ガイド部３１の案内により回動可能に配置される。
この場合、筒状回動部４は仮想円周Ｃ１が既述のとおりカッタスポーク１１の前面板１１Ｆと後面板１１Ｒとの間でカッタスポーク１１の中心よりも少し前面板１１Ｆ側に寄った位置に中心をおき、前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の前面板１１Ｆ幅方向の両側縁部を通り、円弧の一部がローラカッタ取付口１１０から前方所定の範囲に突出されるものとして構成され、弧状ガイド３内で筒状回動部４はローラカッタ支持軸４５に対して平行の回動軸４６により回動されるようになっている。
すなわち、前面部４Ｆがカッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の開口面に沿って開口面と同じ大きさの矩形の平坦状に形成され、この前面部４Ｆの中央にローラカッタ突出口４０がローラカッタ１５が突出可能に前面板１１Ｆ幅方向に長い矩形状に開口され、このローラカッタ突出口４０の周囲がカッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０を遮断可能な遮断部４１として形成される。なお、このローラカッタ突出口４０はローラカッタ１５の直径及び高さよりも少し大きくしてある。一対の側面部４Ｓはそれぞれこの前面部４Ｆの前面板１１Ｆ幅方向に対応する両側から反対側の後面部４Ｒに向けて弧状ガイド３の一対のガイド部３１に沿う断面円弧状に形成される。後面部４Ｒの開口４２はカッタスポーク１１の後面板１１Ｒの排土口１１１と略同じ大きさの略矩形状に開口される。
そして、これら前面部４Ｆ、各側面部４Ｓ、後面部開口４２の両側開口面が、前面部４Ｆ、各側面部４Ｓの前面板１１Ｆ長さ方向両側の各縁部間に回転遮蔽部４４が設けられて遮蔽される。各回転遮蔽部４４には仮想円周Ｃ１の中心に対応する位置に回動軸４６を挿通可能に軸挿通部４４０が形成されて、これに回動軸４６が通される。また、カッタ収容部４３内のローラカッタ突出口４０と仮想円周Ｃ１の中心との間で各回転遮蔽部４４間にローラカッタ支持軸４５が取り付けられてカッタヘッドＭ２の切削方向に対して直角に配置される。この場合、ローラカッタ支持軸４５は筒状回動部４のカッタ収容部４３内のローラカッタ突出口４０側の端部にローラカッタ支持フレーム４７を介して取り付けられ、ローラカッタ支持フレーム４７はその背後がカッタ収容部４３に設けられる受け台４８により固定される。この場合、ローラカッタ支持軸４５は四角柱状の軸からなる。ローラカッタ支持フレーム４７は全体が前面部４Ｆのカッタ突出口４０から嵌挿可能で仮想円周Ｃ１の中心付近（仮想円周Ｃ１の中心の手前）まで延びる断面四角形の筒形に形成され、前部４７Ｆにカッタ突出口４０内で開口される開口４７１を有し、この開口４７１の筒状回動部４の回転遮蔽部４４側の各縁部中央にローラカッタ支持軸４５が嵌合可能に断面四角形の凹部４７２が形成され、後部４７Ｒに前部の開口４７１に対向して開口４７３を有する。そして、ローラカッタ支持軸４５は、両端がローラカッタ支持フレーム４７の前部４７Ｆの各凹部４７２間に嵌合されて取り付けられ、このローラカッタ支持フレーム４７が筒状回動部前面部４Ｆのローラカッタ突出口４０から嵌挿されて取り付けられ、ローラカッタ支持軸４５は、このローラカッタ支持フレーム４７を介して、カッタ収容部４３の前端部に支持される。また、受け台４８はローラカッタ支持フレーム４７の後部４７Ｒに当接しかつ連通可能に断面四角形の筒形に形成され、前部４８Ｆ、後部４８Ｒにそれぞれ開口４８１、４８２を有する。この場合、受け台４８は筒状回動部４の各回転遮蔽部４４側の各部が筒状回動部４の各回転遮蔽部４４の厚さとローラカッタ支持フレーム４７のフレームの厚さを合わせた高さで、これら各部の中心間（幅方向の面と長さ方向の面とに囲まれた各平面の中心間）に回動軸４６を挿通可能な穴４８０が穿たれる。また、この場合、受け台４８の両側部４８Ｓで後部４８Ｒ側端部に後部４８Ｒ面と平行に仕切り部４８３が延設される。この受け台４８はカッタ収容部４３内にローラカッタ支持フレーム４７の背後で筒状回動部４の各回転遮蔽部４４に弧状ガイド３の各遮蔽部３２の軸受３３に同心的に穿たれた取付穴４４０に嵌着されて配設され、両側部４８Ｓの各仕切り部４８３は筒状回動部４の各側面部４Ｓの内面に接合される。これによりカッタ収容部４３内に配設されたローラカッタ支持フレーム４７は背後が、受け台４８により固定されるようになっており、また、ローラカッタ支持フレーム４７と、受け部４８及び各仕切り部４８３とにより、カッタ収容部４３は筒状回動部４の前面部４Ｆと後面部４Ｒの開口４２との間が連通する通路４Ｓとして画成される。なお、この通路４Ｓは、ローラカッタ支持フレーム４７、受け部４８間が断面四角形の通路で、受け部４８と後面部４Ｒの開口４２との間が断面直線部と断面円弧状部で仕切られる通路となす。そして、この状態で、回動軸４６が受け台４８の各穴４８０間に通されて、弧状ガイド３の各遮蔽部３２の各軸受３３に支持される。このようにして筒状回動部４は弧状ガイド３内に仮想円周Ｃ１の中心を回動中心として回動軸４６を介して各ガイド部３１の案内により回動可能に配置される。なお、この筒状回動部４とカッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の開口縁部との間は既述のシール材１９により水密に保持される。 The cylindrical rotating portion 4 is formed along the opening surface of the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11 so as to be fitted in the arcuate guide 3, and the roller cutter protrusion from which the roller cutter 15 protrudes. A front surface portion 4F having an opening 40 and a blocking portion 41 for blocking between the roller cutter projecting port 40 and the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F, and an arc shape from the front surface portion 4F toward the rear surface portion 4R on the opposite side. An opening 42 is formed in the pair of side surface portions 4S formed in a cross-sectional arc shape along the pair of guide portions 31 of the guide 3 and the rear surface portion 4R, and is discharged between the front surface portion 4F and the opening 42 of the rear surface portion 4R. A cutter accommodating portion 43 formed as a passage 43S that can communicate with the earth mouth 111, a rotation shielding portion 44 that shields both side opening surfaces of the front surface portion 4F, each side surface portion 4S, and the rear surface opening 42, and a cutter accommodating portion. 43 A roller cutter support shaft 45 attached at right angles to the cutting direction of the cutter head M2 is provided between the roller cutter protrusion 40 and the center of the virtual circumference C1, and the virtual circumference C1 is provided in the arcuate guide 3. Is arranged so as to be rotatable by the guide of each guide portion 31 via the rotation shaft 46.
In this case, the cylindrical rotation part 4 is a position where the virtual circumference C1 is slightly closer to the front plate 11F side than the center of the cut spoke 11 between the front plate 11F and the rear plate 11R of the cut spoke 11 as described above. And a part of the circular arc protrudes from the roller cutter mounting port 110 to a predetermined range forward through both side edges in the width direction of the front plate 11F of the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F. In the arcuate guide 3, the cylindrical rotating portion 4 is rotated by a rotating shaft 46 parallel to the roller cutter support shaft 45.
That is, the front surface portion 4F is formed in a rectangular flat shape having the same size as the opening surface along the opening surface of the roller cutter mounting opening 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11, and the roller cutter protrudes in the center of the front surface portion 4F. The opening 40 is opened in a rectangular shape long in the width direction of the front plate 11F so that the roller cutter 15 can protrude, and the periphery of the roller cutter protruding port 40 can block the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11. Formed as portion 41. The roller cutter protrusion 40 is slightly larger than the diameter and height of the roller cutter 15. The pair of side surface portions 4S is formed in a cross-sectional arc shape along the pair of guide portions 31 of the arc-shaped guide 3 from both sides corresponding to the width direction of the front plate 11F of the front surface portion 4F toward the rear surface portion 4R on the opposite side. The opening 42 of the rear surface portion 4R is opened in a substantially rectangular shape having substantially the same size as the earth discharge port 111 of the rear surface plate 11R of the cutter pork 11.
And the rotation shielding part 44 is provided between each edge part of the front-surface part 4F and each side surface 4S length direction both sides opening surface of the front surface part 4F, each side surface part 4S, and the rear surface part opening 42 between the front plate 11F length direction both sides. And shielded. Each rotation shielding portion 44 is formed with a shaft insertion portion 440 so that the rotation shaft 46 can be inserted at a position corresponding to the center of the virtual circumference C1, and the rotation shaft 46 is passed therethrough. In addition, a roller cutter support shaft 45 is attached between each rotation shielding portion 44 between the roller cutter projecting port 40 in the cutter accommodating portion 43 and the center of the virtual circumference C1, and is perpendicular to the cutting direction of the cutter head M2. Placed in. In this case, the roller cutter support shaft 45 is attached to the end of the cylindrical rotating portion 4 on the roller cutter projection opening 40 side via the roller cutter support frame 47, and the roller cutter support frame 47 is attached to the end of the roller cutter support frame 47. The back is fixed by a cradle 48 provided in the cutter accommodating portion 43. In this case, the roller cutter support shaft 45 is a quadrangular columnar shaft. The roller cutter support frame 47 as a whole is formed in a cylindrical shape with a rectangular cross section that can be inserted from the cutter protrusion 40 of the front surface portion 4F and extends to the vicinity of the center of the virtual circumference C1 (before the center of the virtual circumference C1). The portion 47F has an opening 471 opened in the cutter projecting opening 40, and the roller cutter support shaft 45 can be fitted in the center of each edge of the opening 471 on the side of the rotation shielding portion 44 of the cylindrical rotating portion 4. A concave portion 472 having a rectangular cross section is formed, and an opening 473 is formed in the rear portion 47R so as to face the opening 471 in the front portion. The roller cutter support shaft 45 is attached so that both ends thereof are fitted between the recesses 472 of the front portion 47F of the roller cutter support frame 47. The roller cutter support frame 47 is a roller of the front surface portion 4F of the cylindrical rotating portion. The roller cutter supporting shaft 45 is supported by the front end portion of the cutter accommodating portion 43 via the roller cutter supporting frame 47 through the roller projection opening 40. The cradle 48 abuts on the rear portion 47R of the roller cutter support frame 47 and is formed in a cylindrical shape having a quadrangular cross section so as to be able to communicate with the front portion 48F and the rear portion 48R, and has openings 481 and 482, respectively. In this case, in the receiving table 48, each part of the cylindrical rotating part 4 on the side of each rotation shielding part 44 matches the thickness of each rotation shielding part 44 of the cylindrical rotating part 4 with the thickness of the roller cutter support frame 47. At the same height, a hole 480 through which the rotation shaft 46 can be inserted is formed between the centers of these parts (between the centers of the planes surrounded by the surface in the width direction and the surface in the length direction). Further, in this case, a partition portion 483 is extended at both side portions 48S of the cradle 48 at the end portion on the rear portion 48R side in parallel to the surface of the rear portion 48R. The cradle 48 is concentrically drilled in the cutter housing portion 43 behind the roller cutter support frame 47 in each rotation shielding portion 44 of the cylindrical rotating portion 4 in the bearing 33 of each shielding portion 32 of the arcuate guide 3. The partition portions 483 of the both side portions 48S are joined to the inner surfaces of the side surface portions 4S of the cylindrical rotating portion 4 and are disposed in the mounting holes 440. As a result, the back of the roller cutter support frame 47 disposed in the cutter accommodating portion 43 is fixed by the receiving base 48, and the roller cutter support frame 47, the receiving portion 48, and each partitioning portion are fixed. 483 defines the cutter accommodating portion 43 as a passage 4S that communicates between the front surface portion 4F of the cylindrical rotating portion 4 and the opening 42 of the rear surface portion 4R. The passage 4S is a passage having a quadrangular section between the roller cutter support frame 47 and the receiving portion 48, and a passage in which the receiving portion 48 and the opening 42 of the rear surface portion 4R are partitioned by a straight section and an arcuate section. And In this state, the rotation shaft 46 is passed between the holes 480 of the cradle 48 and supported by the bearings 33 of the shielding portions 32 of the arcuate guide 3. In this way, the cylindrical rotating part 4 is disposed in the arcuate guide 3 so as to be rotatable by the guide of each guide part 31 through the rotating shaft 46 with the center of the virtual circumference C1 as the center of rotation. In addition, between the cylindrical rotation part 4 and the opening edge part of the roller cutter attachment port 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11, the sealing material 19 described above holds the watertight.

駆動装置５は、ローラカッタ交換作業室２０内に設置されて、筒状回動部４の回動軸４６に作動連結され、回動軸４６を駆動する。ここで、駆動装置５は、図５に示すように、油圧ジャッキ５０と、油圧ジャッキ５０により伸縮駆動される複数のリンク５１とからなり、この油圧ジャッキ５０がローラカッタ交換作業室２０側でヒンジ部材を介して回動軸４６に対して直角方向に揺動可能に設置され、先端のリンク５１が筒状回動部４の回動軸４６にこの回動軸４６に下端に取り付けられる回動レバー５２を介して連結される。
また、この駆動装置５は駆動源を駆動モータに変更可能である。
この場合、駆動装置５は駆動モータ５３と、駆動モータ５３により回転駆動されるウォーム５４１及びウォームホイール５４０の組み合わせからなるウォームギア５４とにより構成される。駆動モータ５３はローラカッタ交換作業室２０側に設置され、ウォームホイール５４０が回動軸４６に外嵌され、ウォーム５４１が駆動モータ５３と回動軸４６のウォームホイール５４０との間に台座５５を介して配置されて、駆動モータ５３の駆動軸が減速機を介してウォーム５４１に連結され、ウォーム５４１とウォームホイール５４０との係合により回動軸４６に連結される。
また、この場合、駆動装置５は、減速機付きの駆動モータが採用され、駆動モータが回動軸４６に直結されるようにしてもよい。
なお、回動軸４６の駆動系は、これらの駆動装置５に限定されるものではなく、この種の回動軸を回動するものであれば他の機構やシステムが採用されてもよい。また、ローラカッタ交換作業室２０内に回転駆動部を装備することに代えて、別途、回転駆動治具を持ち込み、回転駆動治具で回動軸を回動するようにしてもよい。 The driving device 5 is installed in the roller cutter replacement working chamber 20 and is operatively connected to the rotating shaft 46 of the cylindrical rotating portion 4 to drive the rotating shaft 46. Here, as shown in FIG. 5, the drive device 5 includes a hydraulic jack 50 and a plurality of links 51 that are driven to extend and contract by the hydraulic jack 50, and the hydraulic jack 50 is hinged on the roller cutter replacement work chamber 20 side. A pivot that is swingably installed in a direction perpendicular to the pivot shaft 46 via a member, and a pivot 51 is attached to the pivot shaft 46 of the cylindrical pivot section 4 at the lower end thereof. It is connected via a lever 52.
Moreover, this drive device 5 can change a drive source to a drive motor.
In this case, the drive device 5 includes a drive motor 53 and a worm gear 54 that is a combination of a worm 541 and a worm wheel 540 that are rotationally driven by the drive motor 53. The drive motor 53 is installed on the roller cutter replacement working chamber 20 side, the worm wheel 540 is fitted on the rotation shaft 46, and the worm 541 has a base 55 between the drive motor 53 and the worm wheel 540 of the rotation shaft 46. The drive shaft of the drive motor 53 is connected to the worm 541 via a reduction gear, and is connected to the rotating shaft 46 by the engagement between the worm 541 and the worm wheel 540.
In this case, the drive device 5 may employ a drive motor with a speed reducer, and the drive motor may be directly connected to the rotation shaft 46.
Note that the drive system of the rotation shaft 46 is not limited to these drive devices 5, and other mechanisms and systems may be employed as long as they rotate this type of rotation shaft. Further, instead of installing the rotation drive unit in the roller cutter replacement work chamber 20, a rotation drive jig may be brought in separately and the rotation shaft may be rotated by the rotation drive jig.

このようなローラカッタ回転支持機構２の構成において、ローラカッタ１５及び筒状回動部４は、ローラカッタ１５の回動半径をＲ１とし、筒状回動部４の回動半径をＲ２とすると、Ｒ１≦Ｒ２の関係を有し、ローラカッタ１５は筒状回動部４のカッタ収容部４３内にローラカッタ支持軸４５を介して刃先の一部をローラカッタ突出口４０から突出して仮想円周Ｃ１内で回転可能に取り付けられる。   In such a configuration of the roller cutter rotation support mechanism 2, the roller cutter 15 and the cylindrical rotation unit 4 have a rotation radius of the roller cutter 15 as R1 and a rotation radius of the cylindrical rotation unit 4 as R2. , R1 ≦ R2, and the roller cutter 15 projects a part of the blade edge from the roller cutter projecting port 40 into the cutter accommodating portion 43 of the cylindrical rotating portion 4 via the roller cutter support shaft 45, thereby forming a virtual circle. Attached so as to be rotatable within the circumference C1.

また、このカッタ装置１には、筒状回動部４を所定の回動位置でロックするためのロック装置６、カッタ収容部４３に付着、滞留する土砂をカッタ装置１の外部に排出するための第１、第２、第３のジェット噴射ノズル７１、７２、７３を併せて備える。   The cutter device 1 also includes a lock device 6 for locking the cylindrical rotating portion 4 at a predetermined rotating position, and for discharging earth and sand adhering to and staying in the cutter accommodating portion 43 to the outside of the cutter device 1. The first, second, and third jet injection nozzles 71, 72, and 73 are also provided.

ロック装置６は、カッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０に筒状回動部４の前面部４Ｆが臨み、筒状回動部４のローラカッタ突出口４０から突出されたローラカッタ１５がローラカッタ取付口１１０から突出される筒状回動部４の回動位置で、この筒状回動部４の回動を規制するためのもので、弧状ガイド３の遮蔽部３２とこれに対向する筒状回動部４の回転遮蔽部４４との間に同心的に穿設されたキー穴６０と、キー穴６０に嵌挿されるキー６１とからなる。
この場合、ロック装置６は、２組２つのキー穴６０と、２組一対のジャッキ駆動式のキー６１により構成される。一方の１組の２つのキー穴６０はそれぞれ、弧状ガイド３の一方の遮蔽部３２に排土口１１１に近接する所定の位置と、カッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０に筒状回動部４の前面部４Ｆが臨み、筒状回動部４のローラカッタ突出口４０から突出されたローラカッタ１５がローラカッタ取付口１１０から突出される筒状回動部４の回動位置において、筒状回動部４の一方の回転遮蔽部４４で弧状ガイド３の各所定の位置に対応する位置にそれぞれ形成され、弧状ガイド３の一方の遮蔽部３２にこの遮蔽部３２に形成されたキー穴６０に連通するキー穴６００を有するキー穴補強ブロック６０１が併せて固設される。一方の一対のジャッキ駆動式のキー６１はそれぞれ、ジャッキ６１Ｊと、ジャッキ６１Ｊにより伸縮される所定の長さを有するキー６１とからなる。各ジャッキ駆動式のキー６１はジャッキ６１Ｊがキー穴補強ブロック６０１上に設置されて、キー６１がキー穴補強ブロック６０１、各遮蔽部３２、４４の各キー穴６００、６０間に進退可能になっている。同様にして、他方の１組の２つのキー穴６０がそれぞれ、弧状ガイド３の他方の遮蔽部３２、筒状回動部４の他方の回転遮蔽部４４にそれぞれ形成され、弧状ガイド３の他方の遮蔽部３２にキー穴補強ブロック６０１が併せて固設され、他方の一対のジャッキ駆動式のキー６１がキー穴補強ブロック６０１上に設置されて、キー６１がキー穴補強ブロック６０１、各遮蔽部３２、４４の各キー穴６００、６０間に進退可能になっている。 The locking device 6 has a roller cutter projecting from the roller cutter projection 40 of the cylindrical rotating portion 4 with the front surface portion 4F of the cylindrical rotating portion 4 facing the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11. Reference numeral 15 denotes a rotation position of the cylindrical rotation unit 4 protruding from the roller cutter mounting port 110, and is for restricting the rotation of the cylindrical rotation unit 4, and the shielding unit 32 of the arcuate guide 3 and this The key hole 60 is formed concentrically with the rotation shielding part 44 of the cylindrical rotating part 4 facing the key, and the key 61 is inserted into the key hole 60.
In this case, the lock device 6 includes two sets of two key holes 60 and two sets of jack-driven keys 61. One set of two key holes 60 are respectively provided in a predetermined position near one of the shielding portions 32 of the arcuate guide 3 and the earth discharge port 111, and in the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11. The front surface portion 4F of the cylindrical rotation portion 4 faces, and the roller cutter 15 protruding from the roller cutter protrusion 40 of the cylindrical rotation portion 4 rotates from the roller cutter mounting port 110. In the position, the one rotation shielding portion 44 of the cylindrical rotating portion 4 is formed at a position corresponding to each predetermined position of the arcuate guide 3, and the shielding portion 32 is formed on one shielding portion 32 of the arcuate guide 3. A keyhole reinforcing block 601 having a keyhole 600 communicating with the keyhole 60 is also fixed. Each of the pair of jack-driven keys 61 includes a jack 61J and a key 61 having a predetermined length that is expanded and contracted by the jack 61J. Each jack drive type key 61 is configured such that the jack 61J is installed on the keyhole reinforcing block 601 so that the key 61 can advance and retract between the keyhole 600 and 60 of the keyhole reinforcing block 601 and the shielding portions 32 and 44. ing. Similarly, the other set of two key holes 60 are respectively formed in the other shielding part 32 of the arcuate guide 3 and the other rotation shielding part 44 of the cylindrical rotating part 4, and the other of the arcuate guide 3 is formed. A key hole reinforcing block 601 is fixed to the shielding portion 32 of the other, and the other pair of jack-driven keys 61 are installed on the key hole reinforcing block 601, and the key 61 is attached to the key hole reinforcing block 601. The keyholes 600 and 60 of the portions 32 and 44 can be moved back and forth.

第１のジェット噴射ノズル７１は、図３に示すように、カッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の周囲に設けられて、ローラカッタ１５に向けて流体をジェット噴射するようになっている。この場合、第１のジェット噴射ノズル７１は一対のジェット噴射ノズル７１からなる。各ジェット噴射ノズル７１は、カッタスポーク１１の前面板１１Ｆ上でローラカッタ取付口１１０の前面板１１Ｆ幅方向の両側中央に噴射口をローラカッタ１５に向けて固設され、各ジェット噴射ノズル７１と流体噴射装置本体（図示省略）が高圧ホース７１１により接続される。このようにして、一対のジェット噴射ノズル７１により、ローラカッタ１５の両側からローラカッタ１５に向けて水などの流体をジェット噴射する。
第２のジェット噴射ノズル７２は、筒状回動部４の回動軸４６の外周面に設けられて、ローラカッタ１５及びその周辺に向けて流体をジェット噴射するようになっている。この場合、回動軸４６の一端面の中心位置から回動軸４６の軸心上を回動軸４６の長さ方向中央位置まで、さらにこの中央位置から回動軸４６の半径方向へジェット流体管が設けられて、これにジェット噴射ノズル７２が配設され、このジェット噴射ノズル７２と流体噴射装置本体（図示省略）が高圧ホース７２１により接続される。このようにして回動軸４６のジェット噴射ノズル７２によりローラカッタ１５及びその周辺に向けて流体をジェット噴射する。
第３のジェット噴射ノズル７３は、カッタスポーク１１の後面板１１Ｒの排土口１１１に設けられて、排土口１１１及び筒状回動部４の通路４３Ｓに向けて流体をジェット噴射するようになっている。この場合、排土口１１１の外周面の一部にノズル保持筒７３０が挿着され、このノズル保持筒７３０に先端の周面に噴射口を有するジャッキ駆動のジェット噴射ノズル７３が進退可能にかつ回転可能に挿通配置され、このジェット噴射ノズル７３と流体噴射装置本体（図示省略）が高圧ホース７３１により接続される。このようにして排土口１１１のジェット噴射ノズル７３により排土口１１１及び筒状回動部４の通路４３Ｓに向けて水などの流体をジェット噴射する。 As shown in FIG. 3, the first jet spray nozzle 71 is provided around the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11 </ b> F of the cutter pork 11 and jets fluid toward the roller cutter 15. ing. In this case, the first jet injection nozzle 71 includes a pair of jet injection nozzles 71. Each jet injection nozzle 71 is fixed on the front plate 11F of the cutter pork 11 at the center of both sides of the front surface plate 11F in the width direction of the roller cutter mounting port 110 with the injection port facing the roller cutter 15. A fluid ejection device main body (not shown) is connected by a high pressure hose 711. In this way, a pair of jet nozzles 71 jets a fluid such as water from both sides of the roller cutter 15 toward the roller cutter 15.
The second jet injection nozzle 72 is provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft 46 of the cylindrical rotating portion 4 and jets fluid toward the roller cutter 15 and its periphery. In this case, the jet fluid extends from the center position of the one end surface of the rotation shaft 46 to the center position in the length direction of the rotation shaft 46 on the axial center of the rotation shaft 46 and from the center position to the radial direction of the rotation shaft 46. A pipe is provided, and a jet injection nozzle 72 is disposed therein, and the jet injection nozzle 72 and a fluid injection apparatus main body (not shown) are connected by a high-pressure hose 721. In this manner, the fluid is jetted toward the roller cutter 15 and its periphery by the jetting nozzle 72 of the rotating shaft 46.
The third jet injection nozzle 73 is provided in the earth discharge port 111 of the rear plate 11R of the cutter pork 11 so as to jet the fluid toward the earth discharge port 111 and the passage 43S of the cylindrical rotating part 4. It has become. In this case, a nozzle holding cylinder 730 is inserted into a part of the outer peripheral surface of the earth discharge port 111, and a jack-driven jet injection nozzle 73 having an injection port on the peripheral surface of the tip of the nozzle holding cylinder 730 can be advanced and retracted. The jet injection nozzle 73 and the fluid injection device main body (not shown) are connected by a high-pressure hose 731 so as to be rotatably inserted. In this manner, a fluid such as water is jet-injected by the jet injection nozzle 73 of the discharge port 111 toward the discharge port 111 and the passage 43S of the cylindrical rotating unit 4.

このようにしてトンネル掘進機Ｍは、カッタヘッドＭ２のカッタ装置１、すなわち、ローラカッタ１５を他の切削ビット（１４、１６）とともに地山の切羽に押し当て回動し、掘削ずりは排土装置１０５により排出しながら、シールドジャッキ（図示省略）により前進し、地山を掘削し推進する。
このとき、カッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０に筒状回動部４の前面部４Ｆが臨み、筒状回動部４のローラカッタ突出口４０から突出されたローラカッタ１５がローラカッタ取付口１１０から突出された状態で、これが、ロック装置６により、すなわち、２組一対のジャッキ駆動式のキー６１が弧状ガイド３の各遮蔽部３２の２組一対の各キー穴６０、筒状回動部４の各回転遮蔽部４４の２組一対の各キー穴６０に挿入されて、筒状回動部４がロック（回動規制）される。したがって、ローラカッタ１５は確実に固定される。
また、この場合、ローラカッタ１５を回動しようとするときに、ローラカッタ１５の周囲に掘削土砂や切羽から肌落ちした土砂が溜り、これによりローラカッタ１５の回動が阻害されることがあるが、このような場合は、第１のジェット噴射ノズル７１からローラカッタ１５に向けてジェット水を噴射することによりローラカッタ１５の周囲に溜まった土砂を除去することができ、ローラカッタ１５を円滑に回動することができる。また、切羽の掘削中、ローラカッタ１５の回転により、掘削ずりがローラカッタ取付口１１０と排土口１１１との間の通路４３Ｓを経て排土口１１１から排出されるが、掘削ずりがローラカッタ１５の周辺に固着するような場合は、第２のジェット噴射ノズル７２からローラカッタ１５の周辺に固まった掘削ずりに向けてジェット水を噴射することにより掘削ずりを除去することができ、さらに、掘削ずりの一部が排土口１１１やその付近に溜まるような場合は、第３のジェット噴射ノズル７３から排土口１１１やその付近に溜まった掘削ずりに向けてジェット水を噴射することにより掘削ずりを除去することができ、ローラカッタ１５の回転不能を解消してローラカッタ１５を常に円滑に回転することができ、ローラカッタ１５の長寿命化を果たすことができる。
さらに、この場合、カッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０と筒状回動部４との間はローラカッタ取付口１１０のシール材１９により遮断されており、筒状回動部４の前面部４Ｆのローラカッタ突出口４０と後面部４Ｒの開口４２との間の通路４３Ｓ以外に、切羽からの土砂が入り込むような空間や空隙がないので、弧状ガイド３内での筒状回動部４は良好な状態に維持される。 In this way, the tunnel excavator M presses and rotates the cutter device 1 of the cutter head M2, that is, the roller cutter 15, together with the other cutting bits (14, 16) against the face of the natural ground, and the excavation shear is removed. While being discharged by the device 105, it is advanced by a shield jack (not shown), excavating and propelling a natural ground.
At this time, the front surface portion 4F of the cylindrical rotating portion 4 faces the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11, and the roller cutter 15 protruding from the roller cutter protruding port 40 of the cylindrical rotating portion 4 is provided. In a state of protruding from the roller cutter mounting port 110, this is caused by the lock device 6, that is, the two pairs of jack-driven keys 61 are paired with the two pairs of key holes 60 of the shielding portions 32 of the arcuate guide 3, The cylindrical rotating unit 4 is locked (rotation restricted) by being inserted into the two pairs of key holes 60 of each rotation shielding unit 44 of the cylindrical rotating unit 4. Accordingly, the roller cutter 15 is securely fixed.
Further, in this case, when the roller cutter 15 is to be rotated, the excavated earth and sand that has fallen from the face accumulate around the roller cutter 15, and this may inhibit the rotation of the roller cutter 15. However, in such a case, the sediment accumulated around the roller cutter 15 can be removed by jetting jet water from the first jet spray nozzle 71 toward the roller cutter 15, and the roller cutter 15 can be made smooth. Can be rotated. Further, during excavation of the face, the rotation of the roller cutter 15 causes the excavation shear to be discharged from the earth discharge port 111 through the passage 43S between the roller cutter mounting port 110 and the soil discharge port 111. In the case of adhering to the periphery of 15, the excavation shear can be removed by jetting jet water toward the excavation shear solidified around the roller cutter 15 from the second jet injection nozzle 72, When a part of the excavation pile is accumulated at the discharge port 111 or the vicinity thereof, the jet water is jetted from the third jet injection nozzle 73 toward the excavation pile accumulated at or near the discharge port 111. The excavation shear can be removed, the impossibility of rotation of the roller cutter 15 can be eliminated, and the roller cutter 15 can be always rotated smoothly, and the life of the roller cutter 15 can be extended. It is possible to play.
Furthermore, in this case, the space between the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11 and the cylindrical rotating part 4 is blocked by the seal material 19 of the roller cutter mounting port 110, and the cylindrical rotating part 4 In addition to the passage 43S between the roller cutter protrusion 40 of the front surface portion 4F and the opening 42 of the rear surface portion 4R, there is no space or space for the earth and sand from the face to enter. The moving part 4 is maintained in a good state.

そして、地山の掘削途中で切羽に岩や大石が出現すると、カッタヘッドＭ２のローラカッタ１５が摩耗したり損傷したりして、地山の掘削効率が低下し、また、掘削不能になることがあり、この場合、摩耗又は損傷したローラカッタ１５を交換する必要が生ずる。
この場合、作業員はシールド本体Ｍ１内から出入り室１０Ｓに入り、人孔１０ａを通じてローラカッタ交換作業室２０に入室し、新規のローラカッタ１５やその交換に必要な機材を搬入する。そして、ローラカッタ交換作業室２０の大気圧下でローラカッタ１５を交換する。このローラカッタ１５の交換手順は次のとおりである。
（ローラカッタの交換手順）
（１）トンネル掘削機Ｍによる地山の掘削を停止する。この場合、ローラカッタ１５が切羽に食い込んで、筒状回動部４の回動が困難なことがあるため、カッタヘッドＭ２を切羽から若干後退させて、切羽の切削面とローラカッタ１５の先端との間に筒状回動部４が回動可能に空隙を確保しておくことが好ましい。
（２）弧状ガイド３の一方のガイド部３１の連通部３１０を蓋３１１で閉塞する。
（３）筒状回動部４のロック装置６のロックを解除する。すなわち、２組一対のジャッキ駆動式のキー６１をジャッキ６１Ｊの駆動により弧状ガイド３、筒状回動部４の各キー穴６０から離脱し、筒状回動部４のロック（回動規制）を解除する。
（４）筒状回動部４を回動する。この場合、油圧ジャッキ５０の駆動により、各リンク５１を収縮駆動して、図７に示すように、筒状回動部４の回動軸４６を反時計回りに回動し、弧状ガイド３内で筒状回動部４を同方向に回動して、ローラカッタ１５を一方のガイド部３１の蓋３１１まで回動する。このとき、筒状回動部４の一方の側面部４Ｓがカッタスポーク１１のローラカッタ取付口１１０に回動されてこの側面部４Ｓでローラカッタ取付口１１０を切羽に対して遮断するとともに、他方のガイド部３１が排土口１１１まで回動されてこの側面部４Ｓで排土口１１１を遮断する。これにより、切羽側、カッタスポーク１１の背面側からカッタスポーク１１内への土砂の流入が阻止される。また、この筒状回動部４の回動中も、カッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０と筒状回動部４との間はローラカッタ取付口１１０のシール材１９により遮断されており、筒状回動部４の前面部４Ｆのローラカッタ突出口４０と後面部４Ｒの開口４２との間の通路４３Ｓ以外に、切羽からの土砂が入り込むような空間、空隙がないので、弧状ガイド３内で筒状回動部４は良好な状態に維持され、回動不能な状態になることがない。
（５）弧状ガイド３の一方のガイド部３１の蓋３１１を取り外し、このガイド部３１の一部（連通部３１０）を開放する。
（６）ローラカッタ１５を抜き出して、新規のローラカッタ１５を設置、締結する。
（７）弧状ガイド３の一方のガイド部３１の蓋３１１を再び取り付け、このガイド部３１（の連通部３１０）を閉塞する。
（８）筒状回動部４を回動し、ローラカッタ１５を元の掘削位置へ戻す。すなわち、油圧ジャッキ５０の駆動により、各リンク５１を収縮して筒状回動部４の回動軸４６を時計回りに回動し、弧状ガイド３内で筒状回動部４を同方向に回動して、ローラカッタ１５をカッタスポーク１１のローラカッタ取付口１１０まで回動する。このとき、筒状回動部４の各側面部４Ｓが弧状ガイド３の各ガイド部３１に戻されてローラカッタ取付口１１０、排土口１１１がそれぞれ開放される。
（９）ロック装置６を解除する。すなわち、２組一対のジャッキ駆動式のキー６１をジャッキ６１Ｊの駆動により弧状ガイド３、筒状回動部４の各キー穴６０に挿入し、筒状回動部４をロック（回動規制）する。
（１０）トンネル掘削機Ｍによる地山の掘削を再開する。
なお、ローラカッタ１５の交換後、作業員はローラカッタ交換作業室２０から人孔１０ａを通じて出入り室１０Ｓに入り、シールド本体Ｍ１内に戻り、取り外した古いローラカッタ１５やその交換に使った機材をシールド本体Ｍ１へ移動、搬出する。 If rocks or large stones appear on the face during excavation of the natural ground, the roller cutter 15 of the cutter head M2 may be worn or damaged, and the excavation efficiency of the natural ground will be reduced and the excavation becomes impossible. In this case, it is necessary to replace the worn or damaged roller cutter 15.
In this case, the worker enters the entrance / exit chamber 10S from the inside of the shield main body M1, enters the roller cutter exchange work chamber 20 through the human hole 10a, and carries in the new roller cutter 15 and equipment necessary for the exchange. Then, the roller cutter 15 is replaced under the atmospheric pressure in the roller cutter replacement working chamber 20. The procedure for replacing the roller cutter 15 is as follows.
(Roller cutter replacement procedure)
(1) Stop excavation of natural ground by the tunnel excavator M. In this case, since the roller cutter 15 may bite into the face and it may be difficult to turn the cylindrical rotating portion 4, the cutter head M2 is slightly retracted from the face to cut the face of the face and the tip of the roller cutter 15. It is preferable to secure a gap so that the cylindrical rotating part 4 can rotate between the two.
(2) The communication part 310 of one guide part 31 of the arcuate guide 3 is closed with the lid 311.
(3) The lock of the locking device 6 of the cylindrical rotating unit 4 is released. That is, two pairs of jack-driven keys 61 are detached from the respective key holes 60 of the arcuate guide 3 and the cylindrical rotating part 4 by driving the jack 61J, and the cylindrical rotating part 4 is locked (rotation restriction). Is released.
(4) The cylindrical rotating unit 4 is rotated. In this case, each link 51 is driven to contract by driving the hydraulic jack 50, and the pivot shaft 46 of the cylindrical pivot section 4 is pivoted counterclockwise as shown in FIG. Thus, the cylindrical rotating portion 4 is rotated in the same direction, and the roller cutter 15 is rotated to the lid 311 of one guide portion 31. At this time, one side surface portion 4S of the cylindrical rotating portion 4 is rotated by the roller cutter mounting port 110 of the cutter pork 11, and the side surface portion 4S blocks the roller cutter mounting port 110 from the face and the other side. The guide portion 31 is rotated to the earth discharge port 111 and the side wall portion 4S blocks the earth discharge port 111. Thereby, the inflow of the earth and sand from the face side and the back side of the cutter pork 11 into the cutter pork 11 is prevented. Even during the rotation of the cylindrical rotating portion 4, the seal between the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11 </ b> F of the cutter pork 11 and the cylindrical rotating portion 4 is blocked by the seal material 19 of the roller cutter mounting port 110. In addition to the passage 43S between the roller cutter protrusion 40 of the front surface portion 4F of the cylindrical rotating portion 4 and the opening 42 of the rear surface portion 4R, there is no space or gap for entering earth and sand from the face. In the arc guide 3, the cylindrical rotating portion 4 is maintained in a good state and does not become unrotatable.
(5) The lid 311 of one guide part 31 of the arcuate guide 3 is removed, and a part of the guide part 31 (communication part 310) is opened.
(6) The roller cutter 15 is extracted, and a new roller cutter 15 is installed and fastened.
(7) The lid 311 of one guide part 31 of the arcuate guide 3 is attached again, and the guide part 31 (the communication part 310) is closed.
(8) The cylindrical rotating unit 4 is rotated to return the roller cutter 15 to the original excavation position. That is, by driving the hydraulic jack 50, each link 51 is contracted to rotate the rotating shaft 46 of the cylindrical rotating unit 4 clockwise, and the cylindrical rotating unit 4 is moved in the same direction within the arc-shaped guide 3. The roller cutter 15 is rotated to the roller cutter attachment port 110 of the cutter pork 11. At this time, each side surface part 4S of the cylindrical rotation part 4 is returned to each guide part 31 of the arcuate guide 3, and the roller cutter attachment port 110 and the earth discharge port 111 are each opened.
(9) Release the locking device 6. That is, two pairs of jack-driven keys 61 are inserted into the respective key holes 60 of the arcuate guide 3 and the cylindrical rotating part 4 by driving the jack 61J, and the cylindrical rotating part 4 is locked (rotation restriction). To do.
(10) The excavation of the natural ground by the tunnel excavator M is resumed.
After exchanging the roller cutter 15, the worker enters the entrance / exit 10S through the manhole 10a from the roller cutter exchanging chamber 20, returns to the shield body M1, and removes the old roller cutter 15 removed and the equipment used for the exchanging. Move and carry out to shield body M1.

以上説明したように、このカッタ装置１及びこれを用いたトンネル掘進機Ｍによれば、作業員がシールド本体Ｍ１内から出入り室１０Ｓに入り、人孔１０ａを通じてローラカッタ交換作業室２０に入室し、このローラカッタ交換作業室２０の大気圧下でローラカッタ１５を交換するようにしたので、従来のようなヘリウム・酸素・窒素の三種混合ガスなどの高圧ガスを使用せず、作業員が大気圧下でローラカッタ１５を交換することができ、これにより、作業員に健康障害を生じさせることがなく、ローラカッタ１５の交換に必要な時間、費用を大幅に低減することができる。
そして、このローラカッタ１５の交換では、弧状ガイド３の一方のガイド部３１の連通部３１０を蓋３１１で閉塞した状態とし、筒状回動部４のロック装置６のロックを解除して、弧状ガイド３内で筒状回動部４を回動することにより、ローラカッタ１５を一方のガイド部３１の蓋３１１まで回動し、筒状回動部４の一方の側面部４Ｓでローラカッタ取付口１１０を遮断し、他方の側面部４Ｓで排土口１１１を遮断して、弧状ガイド３の一方のガイド部３１の蓋３１１を取り外し連通部３１０を開放することにより、ローラカッタ１５を抜き出し、新規のローラカッタ１５を設置、締結するようにしたので、ローラカッタ１５が摩耗又は損傷した場合に、いつでも、簡単かつ安全にローラカッタ１５の交換を行うことができる。
また、このローラカッタ１５の交換に使用するローラカッタ回転支持機構２を、既述のような筒形構造の弧状ガイド３と、筒形構造の筒状回動部４と、筒状回動部４の回動軸４６を駆動する駆動装置５とにより構成するので、ローラカッタ１５の交換に必要な構造を可及的に簡単にしてコストのさらなる低減を図ることができる。
さらに、カッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０と筒状回動部４との間はローラカッタ取付口１１０のシール材１９により遮断されており、筒状回動部４の前面部４Ｆのローラカッタ突出口４０と後面部４Ｒの開口４２との間の通路４３Ｓ以外に、切羽からの土砂が入り込むような空間、空隙がないので、ローラカッタ１５により掘削された土砂がローラカッタ１５周辺の各部材間に侵入し、滞留するのを防止することができ、筒状回動部４の前面部４Ｆのローラカッタ突出口４０から入ってきた掘削土砂は前面部４Ｆのローラカッタ突出口４０と後面部４Ｒの開口４２との間の通路４３Ｓを経て、排土口１１１から外部へ円滑に排除して、ローラカッタ１５及びその周辺各部の機能を良好に維持することができる。
以上により、トンネル掘進機Ｍを長距離掘進に適応させることができる。 As described above, according to the cutter device 1 and the tunnel excavator M using the cutter device 1, the worker enters the entrance / exit chamber 10S from the shield main body M1, enters the roller cutter exchanging chamber 20 through the manhole 10a. Since the roller cutter 15 is exchanged under the atmospheric pressure in the roller cutter exchange work chamber 20, a high-pressure gas such as a conventional mixed gas of helium, oxygen, and nitrogen is not used, and a large number of workers are required. The roller cutter 15 can be exchanged under atmospheric pressure. This prevents a worker from having a health problem, and can significantly reduce the time and cost required to replace the roller cutter 15.
In the replacement of the roller cutter 15, the communicating part 310 of one guide part 31 of the arcuate guide 3 is closed with the lid 311, the lock of the locking device 6 of the cylindrical rotating part 4 is released, and the arcuate shape By rotating the cylindrical rotating portion 4 in the guide 3, the roller cutter 15 is rotated to the lid 311 of one guide portion 31, and the roller cutter is mounted on one side surface portion 4 </ b> S of the cylindrical rotating portion 4. The roller cutter 15 is extracted by blocking the opening 110, blocking the earth discharge port 111 at the other side surface portion 4S, removing the lid 311 of one guide portion 31 of the arcuate guide 3 and opening the communication portion 310, Since the new roller cutter 15 is installed and fastened, the roller cutter 15 can be easily and safely replaced whenever the roller cutter 15 is worn or damaged.
The roller cutter rotation support mechanism 2 used for replacing the roller cutter 15 includes an arcuate guide 3 having a cylindrical structure as described above, a cylindrical rotating part 4 having a cylindrical structure, and a cylindrical rotating part. Since it is constituted by the drive device 5 that drives the four rotation shafts 46, the structure necessary for exchanging the roller cutter 15 can be simplified as much as possible to further reduce the cost.
Further, a space between the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11 and the cylindrical rotating part 4 is blocked by the sealing material 19 of the roller cutter mounting port 110, and the front part of the cylindrical rotating part 4 In addition to the passage 43S between the roller cutter projection 40 of 4F and the opening 42 of the rear surface portion 4R, there is no space or space for the earth and sand from the face to enter, so the earth and sand excavated by the roller cutter 15 is not removed. It is possible to prevent the material from entering and staying between the peripheral members, and excavated earth and sand entering from the roller cutter protruding port 40 of the front surface portion 4F of the cylindrical rotating portion 4 is the roller cutter protruding port of the front surface portion 4F. Through the passage 43S between 40 and the opening 42 of the rear surface portion 4R, the function of the roller cutter 15 and each of its peripheral portions can be maintained well by smoothly excluding from the soil discharge port 111 to the outside.
As described above, the tunnel excavator M can be adapted to long-distance excavation.

（第２の実施の形態）
図８、図９にローラカッタ回転支持機構及びローラカッタの第２の実施の形態を示している。
図８、図９に示すように、このローラカッタ回転支持機構２及びローラカッタ１５は、全体として、第１の実施の形態と概ね同様の構成を備え、同様の作用効果を有している。第１の実施の形態と異なるのは、筒状回動部４の一方の側面部４Ｓの一部に仮想円周Ｃ１内で変形されて断面直線状の面４Ｓ１が形成され、この断面直線状の面４Ｓ１に仮想円周Ｃ１の範囲内で礫層、玉石混じりの砂礫層で使用する各種のビット８１、８２が併設された点で、この実施の形態では、トンネル掘進機Ｍがトンネル掘進区間に岩盤層と砂礫層が交互に出現するような、所謂複合地盤を掘進する場合に、その地盤に適したビット（１５、８１）を選択できるようにしている。
この場合、筒状回動部４の一方の側面部４Ｓの一部に断面直線状の面４Ｓ１が筒状回動部４の前面部４Ｆのローラカッタ突出口４０と後面部４Ｒの開口４２との間の通路４３Ｓと平行に形成され、この面４Ｓ１の中央にシェルビット８１が装着されて、ローラカッタ１５に対して仮想円周方向に９０°離れた直角の位置に配置される。
また、この場合、筒状回動部４の回動軸４６の駆動装置５が、駆動モータ５３と、駆動モータ５３により回転駆動されるウォーム５４１及びウォームホイール５４０の組み合わせからなるウォームギア５４とにより構成される。この駆動装置５については既に説明したとおりであるが、この場合、駆動モータ５３に回動・低動モータが採用され、筒状回動部４の回動位置を測定する位置測定装置（図示省略）が併せて用いられ、各種のビット１５、８１の切り替え、各ビット１５、８１の交換に際して、筒状回動部４の回動位置が位置測定装置により確認されて、回動・制動モータが駆動及び停止される。
このようにして、トンネル掘進機Ｍが複合地盤を掘進する場合で、岩盤層を掘削するときは、弧状ガイド３内で筒状回動部４はローラカッタ１５をカッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０に向けて回動され、ローラカッタ１５がローラカッタ取付口１１０に達したところで停止され、砂礫層を掘削するときは、弧状ガイド３内で筒状回動部４がシェルビット８１をカッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０に向けて回動され、シェルビット８１がローラカッタ取付口１１０に達したところで停止され、地層に応じて最適なビットに切り替えられる。発進部の仮壁切削時には、先行切削ビットに付け替えることもある。そして、弧状ガイド３内で筒状回動部４の回動が停止されると、駆動モータ（回動・制動モータ）５３によりその回動位置が固定され、この固定力により各ビット１５、８１の切削力の回転モーメントに抵抗することができる。なお、各ビット１５、８１に回転モーメントに抵抗し、所定の回転角度を付与するには、駆動モータ（回動・制動モータ）５３のみならず、ウォーム５４１及びウォームホイール５４０の組み合わせからなるウォームギア５４の他、ラックアンドピニオンからなるギア機構などが使用されてもよいことは勿論である。
また、この場合も、摩耗、損傷したビット１５、８１の交換は、図１０に示すように、切羽の水圧や土圧から切り離されたカッタスポーク１１内の大気圧下で安全に行うことができる。 (Second Embodiment)
8 and 9 show a second embodiment of the roller cutter rotation support mechanism and the roller cutter.
As shown in FIGS. 8 and 9, the roller cutter rotation support mechanism 2 and the roller cutter 15 as a whole have substantially the same configuration as that of the first embodiment, and have the same operational effects. A difference from the first embodiment is that a part of one side surface portion 4S of the cylindrical rotating portion 4 is deformed within the virtual circumference C1 to form a surface 4S1 having a linear cross section, and this linear cross section In this embodiment, the tunnel excavator M is connected to the tunnel excavation section in that the various bits 81 and 82 used for the gravel layer and the boulder-mixed gravel layer within the range of the virtual circumference C1 are provided on the surface 4S1. When excavating a so-called composite ground where rock layers and gravel layers appear alternately, bits (15, 81) suitable for the ground can be selected.
In this case, a surface 4S1 having a linear cross section is formed on a part of one side surface portion 4S of the cylindrical rotation portion 4 and the roller cutter protrusion 40 of the front surface portion 4F of the cylindrical rotation portion 4 and the opening 42 of the rear surface portion 4R. The shell bit 81 is attached to the center of the surface 4S1, and is disposed at a right angle position 90 ° away from the roller cutter 15 in the virtual circumferential direction.
In this case, the driving device 5 of the rotating shaft 46 of the cylindrical rotating unit 4 includes a driving motor 53 and a worm gear 54 that is a combination of a worm 541 and a worm wheel 540 that are rotationally driven by the driving motor 53. Is done. The drive device 5 is as described above. In this case, a rotation / low motion motor is adopted as the drive motor 53, and a position measuring device (not shown) that measures the rotation position of the cylindrical rotation unit 4 is used. ), And when the various bits 15 and 81 are switched and the bits 15 and 81 are replaced, the rotational position of the cylindrical rotational unit 4 is confirmed by the position measuring device, and the rotational / braking motor is operated. Driven and stopped.
In this way, when the tunnel excavator M excavates the composite ground, and when excavating the rock layer, the cylindrical rotating unit 4 moves the roller cutter 15 in the arc guide 3 to the front plate 11F of the cutter pork 11. When the roller cutter 15 is rotated toward the roller cutter mounting port 110 and stopped when the roller cutter 15 reaches the roller cutter mounting port 110, and the gravel layer is excavated, the cylindrical rotating unit 4 is a shelving within the arcuate guide 3. 81 is rotated toward the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11 and stopped when the shell bit 81 reaches the roller cutter mounting port 110, and is switched to the optimum bit according to the formation. At the time of cutting the temporary wall of the starting part, it may be replaced with a preceding cutting bit. When the rotation of the cylindrical rotation unit 4 is stopped in the arcuate guide 3, the rotation position is fixed by the drive motor (rotation / braking motor) 53, and each of the bits 15, 81 is fixed by this fixing force. Can resist the rotational moment of the cutting force. In addition, not only the drive motor (rotation / braking motor) 53 but also the worm gear 54 composed of a combination of the worm 541 and the worm wheel 540 is provided to resist the rotation moment and give a predetermined rotation angle to the bits 15 and 81. Of course, a gear mechanism composed of a rack and pinion may be used.
Also in this case, the worn and damaged bits 15 and 81 can be replaced safely under the atmospheric pressure in the cutter pork 11 separated from the water pressure and earth pressure of the face as shown in FIG. .

（第３の実施の形態）
図１１にローラカッタ回転支持機構、ローラカッタ及びシェルビットの第３の実施の形態を示している。
図１１に示すように、このローラカッタ回転支持機構２、ローラカッタ１５及びシェルビット８１は、全体として、第１の実施の形態と概ね同様の構成を備えている。第１の実施の形態と異なるのは、弧状ガイド３及び筒状回動部４は仮想円周Ｃ２がカッタスポーク１１の前面板１１Ｆと後面板１１Ｒとの間に中心をおき、前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の前面板１１Ｆ長さ方向の両側縁部を通り、円弧の一部がローラカッタ取付口１１０から前方所定の範囲に突出されるものとして構成され、弧状ガイド３内で筒状回動部４はローラカッタ支持軸４５に対して直交する回動軸４６により回動されることにある（第１の実施の形態の場合の筒状回動部４の回動を横回りとすると、この実施の形態の場合の筒状回動部４の回動は縦回りとなる）。
この場合、弧状ガイド３は仮想円周Ｃ２がカッタスポーク１１の前面板１１Ｆと後面板１１Ｒとの間でカッタスポーク１１の中心よりも少し前面板１１Ｆ側に寄った位置に中心をおき、前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の前面板１１Ｆ長さ方向の両側縁部を通り、円弧の一部がローラカッタ取付口１１０から前方所定の範囲に突出されるものとして構成される。すなわち、弧状ガイド３は、一対のガイド部３１がそれぞれ、カッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の前面板１１Ｆ長さ方向の両側縁部と後面板１１Ｒの排土口１１１の後面板１１Ｒ長さ方向の両側縁部との間に仮想円周Ｃ２に沿って円弧状に形成され、前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の前面板１１Ｆ幅方向の両側縁部と後面板１１Ｒの排土口１１１の後面板１１Ｒ幅方向の両側縁部との間にそれぞれ、遮蔽部３２が形成されて、ローラカッタ取付口１１０と排土口１１１との間に連通空間３０が画成され、その両側にローラカッタ交換作業室２０が画成される。この連通空間３０はローラカッタ１５で掘削された掘削ずりを排土口１１１へ移動するのに用いられる。また、一方のガイド部３１は中間所定の範囲の一部がローラカッタ取付口１１０、排土口１１１間の連通空間３０とローラカッタ交換作業室２０とが連通可能に分割されて蓋３１１になっており、この蓋３１１が一方のガイド部３１においてボルトナットにより着脱可能に連結される。この蓋３１１により閉鎖された連通部３１０は、ローラカッタ１５の交換時に摩耗、損傷したローラカッタ１５の取り出しと、新規のローラカッタ１５の組み込みに用いられる。そして各遮蔽部３２には仮想円周Ｃ２の中心に対応する位置に筒状回動部４の回動軸４６のための軸受３３が設けられる。
また、この場合、筒状回動部４は仮想円周Ｃ２が既述のとおりカッタスポーク１１の前面板１１Ｆと後面板１１Ｒとの間でカッタスポーク１１の中心よりも少し前面板１１Ｆ側に寄った位置に中心をおき、前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の前面板１１Ｆ長さ方向の両側縁部を通り、円弧の一部がローラカッタ取付口１１０から前方所定の範囲に突出されるものとして構成され、弧状ガイド３内で筒状回動部４はローラカッタ支持軸４７に対して直交される回動軸４６により回動されるようになっている。すなわち、前面部４Ｆがカッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の開口面に沿って開口面と同じ大きさの矩形の平坦状に形成され、この前面部４Ｆの中央にローラカッタ突出口４０がローラカッタ１５が突出可能に前面板１１Ｆ幅方向に長い矩形状に開口され、このローラカッタ突出口４０の周囲がカッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０を遮断可能な遮断部４１として形成される。一対の側面部４Ｓはそれぞれこの前面部４Ｆの前面板１１Ｆ長さ方向に対応する両側から反対側の後面部４Ｒに向けて弧状ガイド３の一対のガイド部３１に沿う断面円弧状に形成される。後面部４Ｒはカッタスポーク１１の後面板１１Ｒの排土口１１１と略同じ大きさの略矩形状に開口されて、前面部４Ｆと後面部４Ｒの開口４２との間にカッタ収容部４３が排土口１１１に連通可能な通路４３Ｓにして画成される。そして、これら前面部４Ｆ、各側面部４Ｓ、後面部開口４２の両側開口面が、前面部４Ｆ、各側面部４Ｓの前面板１１Ｆ幅方向両側の各縁部間に回転遮蔽部４４が設けられて遮蔽される。各回転遮蔽部４４には仮想円周Ｃ２の中心に対応する位置に回動軸４６を挿通可能に軸挿通部が形成され、軸挿通部の外側に同心的に軸受３３が設けられて、これに回動軸４６が通される。また、カッタ収容部４３内のローラカッタ突出口４０と仮想円周Ｃ２の中心との間で各側部４Ｓ間にローラカッタ支持軸４５が取り付けられてカッタヘッドＭ２の切削方向に対して直角に配置される。この場合、ローラカッタ支持軸４５は筒状回動部４のカッタ収容部４３内のローラカッタ突出口４０側の端部にローラカッタ支持フレーム４７を介して取り付けられ、ローラカッタ支持フレーム４７はその両側面及び背後がカッタ収容部４３に設けられる受け台４８により支持固定される。この場合、ローラカッタ支持軸４５は四角柱状の軸からなる。ローラカッタ支持フレーム４７はカッタ収容部４３内に嵌合可能な断面四角形の枠体からなり、前面板１１Ｆ長さ方向に対応する両側各部がカッタ収容部４３内の内面に固定可能に形成され、前面板１１Ｆ幅方向に対応する両側各部がカッタ収容部４３内の対応する内面に対して所定の間隔を開けて対向可能に形成され、前面板１１Ｆ長さ方向に対応する両側各部の前面部中央にローラカッタ支持軸４５が嵌合可能な断面四角形の凹部４７２が形成される。そして、ローラカッタ支持軸４５は、両端がそれぞれローラカッタ支持フレーム４７の各凹部４７２に嵌挿されて取り付けられる。ローラカッタ支持軸４５は、このローラカッタ支持フレーム４７を介して、カッタ収容部４３の前端部に支持される。また、受け台４８はカッタ収容部４３内に嵌合可能にかつカッタ収容部４３内でローラカッタ支持フレーム４７を背後から支持可能に断面四角形の枠体からなり、前面板１１Ｆ幅方向に対応する両側各部がカッタ収容部４３内でカッタ収容部４３の内面とローラカッタ支持フレーム４７の前面板１１Ｆ幅方向に対応する両側各部との間に嵌合配置可能に延ばされ、この両側各部の外側面でカッタ収容部４３内に取り付け時仮想円周Ｃ２の中心に対応する位置にそれぞれ外側側方に向けて回動軸４６が同心的に突設される。この受け台４８はカッタ収容部４３内にこのカッタ収容部４３内に配設されるローラカッタ支持フレーム４７の背後に配設されて、両側の各回動軸４６が筒状回動部４の各回転遮蔽部４４に設けられた軸受３３に支持される。そして、ローラカッタ支持フレーム４７はカッタ収容部４３内に嵌合されて、その背後が受け台４８により支持されるとともに、前面板１１Ｆ幅方向に対応するカッタ収容部４３内の内面とローラカッタ支持フレーム４７の両側各部との間に受け台４８の両側各部が通されて、その周囲が支持される。
このようにして筒状回動部４は弧状ガイド３内に仮想円周Ｃ２の中心を回動中心として回動軸４６を介して各ガイド部３１の案内により回動可能に配置される。なお、この筒状回動部４とカッタスポーク１１の前面板１１Ｆのローラカッタ取付口１１０の開口縁部との間は既述のシール材１９により水密に保持される。
このようにしても筒状回動部４の回動が縦回りとなるだけで、全体として、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。
なお、この実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、筒状回動部４の一方の側面部４Ｓの一部に仮想円周Ｃ２内で変形されて断面直線状の面が形成され、この断面直線状の面に仮想円周Ｃの範囲内で礫層、玉石混じりの砂礫層で使用するシェルビットが併設されており、トンネル掘進機Ｍがトンネル掘進区間に岩盤層と砂礫層が交互に出現するような、所謂複合地盤を掘進する場合に、その地盤に適したビットを選択できるようにすることができる。 (Third embodiment)
FIG. 11 shows a third embodiment of a roller cutter rotation support mechanism, a roller cutter, and a shell bit.
As shown in FIG. 11, the roller cutter rotation support mechanism 2, the roller cutter 15, and the shell bit 81 generally have the same configuration as that of the first embodiment. The difference from the first embodiment is that the arcuate guide 3 and the cylindrical rotating part 4 have a virtual circumference C2 centered between the front plate 11F and the rear plate 11R of the cutter spoke 11 and the front plate 11F. The roller cutter mounting port 110 is configured such that it passes through both side edges of the front plate 11F in the length direction, and a part of the arc protrudes from the roller cutter mounting port 110 to a predetermined forward range. The rotation unit 4 is to be rotated by a rotation shaft 46 orthogonal to the roller cutter support shaft 45 (the rotation of the cylindrical rotation unit 4 in the case of the first embodiment is defined as a horizontal rotation). Then, the rotation of the cylindrical rotation unit 4 in the case of this embodiment is a vertical rotation).
In this case, the arcuate guide 3 is centered at a position where the virtual circumference C2 is slightly closer to the front plate 11F side than the center of the cut spoke 11 between the front plate 11F and the rear plate 11R of the cut spoke 11. A part of the arc is projected from the roller cutter mounting port 110 to a predetermined forward range through both side edges in the length direction of the front plate 11F of the 11F roller cutter mounting port 110. That is, the arc-shaped guide 3 includes a pair of guide portions 31 that are respectively located on both side edges in the length direction of the front plate 11F of the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11 and the earth discharge port 111 of the rear plate 11R. A circular arc is formed along the imaginary circumference C2 between both side edges in the length direction of the face plate 11R, and both side edges in the width direction of the front face plate 11F of the roller cutter mounting port 110 of the front face plate 11F and the rear face plate 11R. Shielding portions 32 are respectively formed between both side edges of the rear surface plate 11R width direction of the soil discharge port 111, and a communication space 30 is defined between the roller cutter mounting port 110 and the soil discharge port 111, Roller cutter replacement working chambers 20 are defined on both sides thereof. This communication space 30 is used to move the excavated shear excavated by the roller cutter 15 to the earth discharge port 111. In addition, one guide portion 31 is divided into a lid 311 so that a part of a predetermined intermediate range is divided so that the communication space 30 between the roller cutter mounting port 110 and the soil discharge port 111 and the roller cutter replacement working chamber 20 can communicate with each other. The lid 311 is detachably connected by a bolt and nut at one guide portion 31. The communication portion 310 closed by the lid 311 is used to take out the roller cutter 15 that has been worn or damaged when the roller cutter 15 is replaced, and to incorporate a new roller cutter 15. Each shielding portion 32 is provided with a bearing 33 for the rotation shaft 46 of the cylindrical rotation portion 4 at a position corresponding to the center of the virtual circumference C2.
Further, in this case, the cylindrical rotating portion 4 has the virtual circumference C2 slightly closer to the front plate 11F side than the center of the cut spoke 11 between the front plate 11F and the rear plate 11R of the cut spoke 11 as described above. Centered at the position, passes through both side edges of the front plate 11F in the length direction of the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F, and a part of the arc protrudes from the roller cutter mounting port 110 to a predetermined forward range. In the arc-shaped guide 3, the cylindrical rotating portion 4 is rotated by a rotating shaft 46 that is orthogonal to the roller cutter support shaft 47. That is, the front surface portion 4F is formed in a rectangular flat shape having the same size as the opening surface along the opening surface of the roller cutter mounting opening 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11, and the roller cutter protrudes in the center of the front surface portion 4F. The opening 40 is opened in a rectangular shape long in the width direction of the front plate 11F so that the roller cutter 15 can protrude, and the periphery of the roller cutter protruding port 40 can block the roller cutter mounting port 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11. Formed as portion 41. The pair of side surface portions 4S are formed in a circular arc shape along the pair of guide portions 31 of the arc-shaped guide 3 from both sides corresponding to the length direction of the front plate 11F of the front surface portion 4F toward the rear surface portion 4R on the opposite side. . The rear surface portion 4R is opened in a substantially rectangular shape having substantially the same size as the earth discharge port 111 of the rear surface plate 11R of the cutter pork 11, and the cutter accommodating portion 43 is discharged between the front surface portion 4F and the opening 42 of the rear surface portion 4R. It is defined as a passage 43S that can communicate with the earth mouth 111. And the rotation shielding part 44 is provided between each edge part of the front-surface board 4F and each side surface 4S width direction both sides opening surface of these front surface parts 4F, each side surface part 4S, and the rear surface part opening 42 between the front plate 11F width direction both sides. Is shielded. Each rotation shielding portion 44 is formed with a shaft insertion portion at a position corresponding to the center of the virtual circumference C2 so that the rotation shaft 46 can be inserted, and a bearing 33 is provided concentrically outside the shaft insertion portion. A rotating shaft 46 is passed through the shaft. Also, a roller cutter support shaft 45 is attached between each side portion 4S between the roller cutter projection 40 in the cutter accommodating portion 43 and the center of the virtual circumference C2, and is perpendicular to the cutting direction of the cutter head M2. Be placed. In this case, the roller cutter support shaft 45 is attached to the end of the cylindrical rotating portion 4 on the roller cutter projection opening 40 side via the roller cutter support frame 47, and the roller cutter support frame 47 is attached to the end of the roller cutter support frame 47. Both side surfaces and the back are supported and fixed by a cradle 48 provided in the cutter accommodating portion 43. In this case, the roller cutter support shaft 45 is a quadrangular columnar shaft. The roller cutter support frame 47 is made of a frame having a quadrangular cross section that can be fitted in the cutter accommodating portion 43, and both side portions corresponding to the length direction of the front plate 11F are formed so as to be fixed to the inner surface of the cutter accommodating portion 43. Each part on both sides corresponding to the width direction of the front plate 11F is formed so as to be able to face the corresponding inner surface in the cutter accommodating portion 43 with a predetermined interval, and the center of the front part of each part on both sides corresponding to the length direction of the front plate 11F. A recess 472 having a quadrangular cross-section into which the roller cutter support shaft 45 can be fitted is formed. The roller cutter support shaft 45 is attached by fitting both ends thereof into the respective recesses 472 of the roller cutter support frame 47. The roller cutter support shaft 45 is supported by the front end portion of the cutter accommodating portion 43 via the roller cutter support frame 47. The cradle 48 is formed of a frame having a quadrangular cross section so as to be able to fit in the cutter accommodating portion 43 and to support the roller cutter support frame 47 from behind in the cutter accommodating portion 43, and corresponds to the width direction of the front plate 11F. Each part on both sides is extended in the cutter accommodating part 43 so that it can be fitted and arranged between the inner surface of the cutter accommodating part 43 and each part on both sides corresponding to the width direction of the front plate 11F of the roller cutter support frame 47. The rotation shafts 46 are concentrically provided on the side surfaces at positions corresponding to the center of the virtual circumference C2 when attached to the cutter housing portion 43 toward the outer side. The pedestal 48 is disposed in the cutter accommodating portion 43 behind the roller cutter support frame 47 disposed in the cutter accommodating portion 43, and the rotating shafts 46 on both sides are arranged in the cylindrical rotating portion 4. It is supported by the bearing 33 provided in the rotation shielding part 44. The roller cutter support frame 47 is fitted in the cutter accommodating portion 43, and the back thereof is supported by the receiving table 48, and the inner surface of the cutter accommodating portion 43 corresponding to the width direction of the front plate 11F and the roller cutter support. The parts on both sides of the cradle 48 are passed between the parts on both sides of the frame 47 and the periphery thereof is supported.
In this way, the cylindrical rotating portion 4 is disposed in the arcuate guide 3 so as to be rotatable by the guide of each guide portion 31 via the rotating shaft 46 with the center of the virtual circumference C2 as the rotation center. In addition, between the cylindrical rotation part 4 and the opening edge part of the roller cutter attachment port 110 of the front plate 11F of the cutter pork 11, the sealing material 19 described above holds the watertight.
Even if it does in this way, only the rotation of the cylindrical rotation part 4 becomes a vertical rotation, and there can exist the same effect as 1st Embodiment as a whole.
In this embodiment as well, as in the second embodiment, a part of one side surface portion 4S of the cylindrical rotating portion 4 is deformed within the virtual circumference C2 and has a linear cross-sectional surface. A shell bit to be used for a gravel layer and a boulder-mixed gravel layer within the range of the virtual circumference C is added to the straight surface of this cross section, and the tunnel excavator M moves the rock layer and gravel in the tunnel excavation section. When a so-called composite ground in which layers appear alternately, a bit suitable for the ground can be selected.

Ｍ トンネル掘進機
Ｍ１ シールド本体（掘進機本体）
Ｍ２ カッタヘッド
１０１ 隔壁
１０２ 旋回環・ギア
１０３ カッタヘッド支持桁
１０４ カッタ駆動装置
１０５ 排土装置
１ カッタ装置
１０ 回転筒
１０Ｓ 出入り室
１０ａ 人孔
１１ カッタスポーク
１１Ｆ 前面板
１１Ｓ 側面板
１１Ｒ 後面板
１１０ ローラカッタ取付口
１１１ 排土口
１２ 開口部
１３ 外周リング
１４ センタビット
１５ ローラカッタ
１６ ティースビット
１７ 作泥土材供給管
１８ 作泥土材噴出口
１９ シール材
１９０ シール材取付溝
２ ローラカッタ回転支持機構
Ｃ１、Ｃ２ 仮想円周
２０ ローラカッタ交換作業室
３ 弧状ガイド
３０ 連通空間
３１ ガイド部
３１０ 連通部
３１１ 蓋
３２ 遮蔽部
３３ 軸受
４ 筒状回動部
４Ｆ 前面部
４０ ローラカッタ突出口
４１ 遮断部
４Ｓ 側面部
４Ｓ１ 断面直線状の面
４Ｒ 後面部
４２ 開口
４３ カッタ収容部
４３Ｓ 通路
４４ 回転遮蔽部
４４０ 取付穴
４５ ローラカッタ支持軸
４６ 回動軸
４７ ローラカッタ支持フレーム
４７Ｆ 前部
４７Ｒ 後部
４７１ 開口
４７２ 凹部
４７３ 開口
４８ 受け台
４８Ｆ 前部
４８Ｓ 側部
４８Ｒ 後部
４８０ 穴
４８１、４８２ 開口
４８３ 仕切り部
５ 駆動装置
５０ 油圧ジャッキ
５１ リンク
５２ 回動レバー
５３ 駆動モータ
５４ ウォームギア
５４０ ウォームホイール
５４１ ウォーム
５５ 台座
６ ロック装置
６０ キー穴
６１ キー
６１Ｊ ジャッキ
６００ キー穴
６０１ キー穴補強ブロック
７１ 第１のジェット噴射ノズル
７１１ 高圧ホース
７２ 第２のジェット噴射ノズル
７２１ 高圧ホース
７３ 第３のジェット噴射ノズル
７３０ ノズル保持筒
７３１ 高圧ホース
８１ シェルビット
８２ ティースビット M Tunnel excavator M1 Shield body (Engraver body)
M2 Cutter Head 101 Bulkhead 102 Swivel Ring / Gear 103 Cutter Head Support Girder 104 Cutter Drive Device 105 Earthmoving Device 1 Cutter Device 10 Rotating Tube 10S Entrance / Exit Chamber 10a Human Hole 11 Cutter Pork 11F Front Plate 11S Side Plate 11R Rear Plate 110 Roller Cutter Mounting port 111 Soil discharging port 12 Opening portion 13 Peripheral ring 14 Center bit 15 Roller cutter 16 Teeth bit 17 Mud clay material supply pipe 18 Mud clay material ejection port 19 Seal material 190 Seal material mounting groove 2 Roller cutter rotation support mechanism C1, C2 Virtual circumference 20 Roller cutter replacement working chamber 3 Arc guide 30 Communication space 31 Guide portion 310 Communication portion 311 Lid 32 Shielding portion 33 Bearing 4 Cylindrical rotating portion 4F Front surface portion 40 Roller cutter projection port 41 Blocking portion 4S Side surface portion 4S1 Cross section Straight surface 4R Rear part 42 Opening 43 Cutter accommodating part 43S Passage 44 Rotation shielding part 440 Mounting hole 45 Roller cutter support shaft 46 Rotating shaft 47 Roller cutter support frame 47F Front part 47R Rear part 471 Opening 472 Recessed part 473 Opening 48 Receptacle 48F Side 48S side Part 48R rear part 480 hole 481, 482 opening 483 partition part 5 drive unit 50 hydraulic jack 51 link 52 rotation lever 53 drive motor 54 worm gear 540 worm wheel 541 worm 55 base 6 lock device 60 key hole 61 key 61J jack 600 key hole 601 Key hole reinforcement block 71 First jet injection nozzle 711 High pressure hose 72 Second jet injection nozzle 721 High pressure hose 73 Third jet injection nozzle 730 Nozzle holding cylinder 731 High pressure hose 81 Shell bit 82 Teeth bit

Claims (5)

カッタヘッドの軸心から半径方向に沿って延び、前面板に複数のローラカッタ取付口を有し、後面板に複数の排土口を有し、前記各ローラカッタ取付口と前記各排土口との間に設置される複数のローラカッタ回転支持機構、及び前記各ローラカッタ回転支持機構の少なくとも片側一方に画成され、掘進機本体側の大気圧に連通されるローラカッタ交換作業室とを具備する複数のカッタスポークと、
前記カッタスポーク内に前記各ローラカッタ回転支持機構を介して前記カッタヘッドの切削方向に回転可能にかつ着脱可能に取り付けられ、刃先の一部が前記前面板の前記各ローラカッタ取付口から突出される前記複数のローラカッタと、
を備え、
前記各ローラカッタ回転支持機構は、
前記前面板の前記ローラカッタ取付口の両側縁部と前記後面板の前記排土口の両側縁部との間に断面円弧状に形成され、前記ローラカッタ取付口と前記排土口との間に連通可能な連通空間を画成し、その少なくとも片側一方にローラカッタ交換作業室を画成する断面円弧状の一対のガイド部、及び少なくとも一方のガイド部に開閉可能に形成され、前記連通空間と前記ローラカッタ交換作業室を連通可能な蓋と、前記各ガイド部の両側開口面を遮蔽する遮蔽部とを有してなる弧状ガイドと、
前記弧状ガイド内に嵌合可能に、前記前面板の前記ローラカッタ取付口の開口面に沿って形成され、前記ローラカッタが突出される前記ローラカッタ突出口を有する前面部と、前記前面部から反対側の後面部に向けて前記一対のガイド部に沿う断面円弧状に形成される一対の側面部と、前記後面部に開口を形成されて、前記前面部と前記後面部の開口との間に前記排土口に連通可能な通路にして形成されるカッタ収容部と、これら前面部、各側面部、後面部開口の両側開口面を遮蔽する回転遮蔽部と、前記カッタ収容部内に前記カッタヘッドの切削方向に対して直角に取り付けられるローラカッタ支持軸とを有してなり、前記弧状ガイド内に回動軸を介して回動可能に配置される筒状回動部と、
前記筒状回動部の前記回動軸に作動連結され、前記回動軸を駆動する駆動系と、
を具備し、
前記ローラカッタは前記筒状回動部の前記カッタ収容部内に前記ローラカッタ支持軸を介して刃先の一部を前記ローラカッタ突出口から突出して回転可能に取り付けられる、
ことを特徴とするカッタ装置。 Extending along the radial direction from the axial center of the cutter head, the front plate has a plurality of roller cutter mounting ports, the rear plate has a plurality of soil discharge ports, the roller cutter mounting ports and the soil discharge ports A plurality of roller cutter rotation support mechanisms installed between the roller cutter rotation support mechanism and a roller cutter exchange working chamber defined on at least one side of each of the roller cutter rotation support mechanisms and communicating with the atmospheric pressure on the main body side of the excavator. A plurality of cutspokes,
A cutter blade is rotatably attached to and detached from the cutter head in the cutting direction of the cutter head via the roller cutter rotation support mechanism, and a part of the blade edge protrudes from the roller cutter attachment opening of the front plate. The plurality of roller cutters,
With
Each roller cutter rotation support mechanism,
A cross-sectional arc shape is formed between both side edges of the roller cutter mounting port of the front plate and both side edges of the soil discharging port of the rear plate, and between the roller cutter mounting port and the soil discharging port. A communication space that can be communicated with at least one of the guide portions having an arcuate cross section that defines a roller cutter replacement working chamber on at least one side thereof, and at least one guide portion that is openable and closable. And an arcuate guide having a lid capable of communicating with the roller cutter exchanging chamber, and a shielding part that shields both side opening surfaces of each guide part,
From the front part, the front part having the roller cutter projecting port formed along the opening surface of the roller cutter mounting port of the front plate so that the roller cutter can be fitted into the arcuate guide; A pair of side surface portions formed in a cross-sectional arc shape along the pair of guide portions toward the opposite rear surface portion, and an opening is formed in the rear surface portion, between the front surface portion and the opening of the rear surface portion. A cutter housing portion formed as a passage that can communicate with the earth discharge port, a front surface portion, each side surface portion, a rotation shielding portion that shields both opening surfaces of the rear surface portion opening, and the cutter inside the cutter housing portion. A cylindrical rotating part, which has a roller cutter supporting shaft attached at right angles to the cutting direction of the head, and is disposed in the arcuate guide so as to be rotatable via a rotating shaft;
A drive system that is operatively connected to the pivot shaft of the cylindrical pivot section and drives the pivot shaft;
Comprising
The roller cutter is rotatably mounted by protruding a part of a blade edge from the roller cutter projecting opening through the roller cutter support shaft in the cutter accommodating portion of the cylindrical rotating portion.
A cutter apparatus characterized by that. 筒状回動部は弧状ガイド内にローラカッタ支持軸に対して平行の又は直交する回動軸により回動される請求項１に記載のカッタ装置。   The cutter device according to claim 1, wherein the cylindrical rotation portion is rotated in the arcuate guide by a rotation shaft that is parallel or orthogonal to the roller cutter support shaft. 前面板のローラカッタ取付口の周囲、及び／又は筒状回動部の回動軸の外周面、及び／又は後面板の排土口若しくは筒状回動部の通路にそれぞれ、流体をジェット噴射するためのジェット噴射ノズルを併せて備える請求項１又は２に記載のカッタ装置。   Fluid is jetted around the roller cutter mounting opening on the front plate and / or the outer peripheral surface of the rotating shaft of the cylindrical rotating portion and / or the earth opening of the rear plate or the passage of the cylindrical rotating portion. The cutter apparatus according to claim 1, further comprising a jet injection nozzle for performing the above operation. 筒状回動部の一方の側面部の一部に断面直線状の面が形成され、当該断面直線状の面に礫層、玉石混じりの砂礫層などで使用する各種ビットが併設される請求項１乃至３のいずれかに記載のカッタ装置。   Claim: A portion having a linear cross section is formed on a part of one side surface portion of the cylindrical rotating portion, and various bits used for a gravel layer, a gravel layer mixed with cobblestone, and the like are attached to the linear cross section. The cutter apparatus in any one of 1 thru | or 3. 全体が略筒体をなし、ジャッキにより推進される掘進機本体と、前記掘進機本体の前部に回転可能に装着され、前面にカッタ装置を有するカッタヘッドとを備えるトンネル掘進機において、
前記カッタ装置に請求項１乃至４のいずれかに記載のカッタ装置が採用される、
ことを特徴とするトンネル掘進機。 In a tunnel excavator comprising an encircling machine main body which is generally formed as a whole and propelled by a jack, and a cutter head which is rotatably attached to the front of the excavating machine main body and has a cutter device on the front surface.
The cutter device according to any one of claims 1 to 4 is adopted as the cutter device.
A tunnel machine characterized by that.
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