JP4143911B2

JP4143911B2 - シールド掘進機のカッタビット交換方法および装置

Info

Publication number: JP4143911B2
Application number: JP2002338749A
Authority: JP
Inventors: 修一原; 義治松岡; 春夫高橋; 義一野元; 友幸林; 暁小林
Original assignee: JFE Engineering Corp; Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp; Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP2003232192A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシールド掘進機のカッタビット交換方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シールドトンネル掘削工事の長距離化に伴い、シールド掘進機のカッタビットの維持管理が問題となっている。掘進途中におけるカッタビットの交換方法としては、例えばトンネル掘進予定位置の途中に、予めビット交換のための立坑を構築しておき、この立坑内にシールド掘進機が到達したときに、該立坑内で掘進機前端のトンネル掘削用カッタに固定されているカッタビットの交換作業を行う中間立坑方式によるカッタビット交換方法がある。
【０００３】
また、トンネル掘進予定位置の地盤中に、地盤硬化剤の注入によって安定度の高い改良地盤層を形成しておき、この改良地盤層内にシールド掘進機の先端を進入させた状態で停止させ、チャンバーマンホールよりトンネル掘削用カッタの前面側の改良土を人力によって排出し、形成されるトンネル掘削用カッタ前面側の空間内でビット交換作業を行う事前前面部地盤改良方式によるカッタビット交換方法がある。
【０００４】
また、シールド掘進機がビット交換位置に到達後、坑内よりシールド掘進機の前面および前端部周囲の地盤を凍結工法によって安定度の高い地盤に改良し、前述の方法と同様に、チャンバーマンホールよりトンネル掘削用カッタの前面側の改良土を人力によって排出し、形成されるトンネル掘削用カッタ前面側の空間内でビット交換作業を行う到達後前面部地盤改良方式によるカッタビット交換方法がある。
【０００５】
更に、シールド掘進機自体に、カッタビットの交換作業が可能なドライ空間を機械的構造によって形成したり、掘削用カッタを前後に旋回させたり、坑内に引き込んだりしたりできるような機械的構造を予めシールド掘進機に設置しておく等の機械構造方式によるカッタビット交換方法がある。
【０００６】
しかし、これらのカッタビット交換方法には、次のような問題点がある。
まず、中間立坑方式によるカッタビット交換方法では、交換位置で立坑を構築する必要があり、工程的に長期間を要し、かつコストが高くなる。さらに、立坑構築に広い用地の確保が必要となり、場所的な制約も伴う。
【０００７】
また、事前前面部地盤改良方式によるカッタビット交換方法では、人力によって改良地盤の掘削、掘削土砂の撤去等の作業を行う必要があること、及びシールド掘進機と改良地盤との間の止水が必要であること、などから安全性に問題があり、さらに工程的に長期間を要する。
【０００８】
また、到達後前面部地盤改良方式によるカッタビット交換方法では、坑内から凍結工法によって地盤改良を行うため、小口径のシールドトンネルでは施工できず、凍結、解凍によって地盤変動の発生も予測される。さらに、工程的に長期間を要し、工費も高い。
【０００９】
また、機械構造方式によるカッタビット交換方法では、トンネル掘削用カッタ部分の構造が複雑になるとともに、カッタ関係の製作条件としてビット交換構造が支配的となり、シールド掘進機の製造コストが高く、しかも構造的に小口径のシールドトンネルには利用が困難である。
【００１０】
そこで、回転カッタの中心部より放射状に延びる各カッタビット装着溝のカッタ回転中心側端部に、カッタビット押し出しジャッキを備えた新カッタビット挿入部を設けるとともに、この新カッタビット挿入部の後方に、ビット交換ボックスを設置し、ビット交換ボックスには、その前後にシャッタや蓋を装備させるとともにビットスライド用ジャッキを設置し、カッタビット押し出しジャッキによってカッタビット装着溝に装着したカッタビットを回転カッタ外周側に押出しできるようにし、新カッタビット挿入部には、回転カッタの背面側からビット交換ボックス内に設置した新カッタビットをビットスライド用ジャッキにより挿入できるようにし、ビットスライド用ジャッキによって新カッタビット挿入部に挿入した新カッタビットをさらにカッタビット押し出しジャッキによってカッタビット装着溝に挿入できるようにして、前述の各種問題を解消したカッタビット交換方法が本出願人により既に提案されている（例えば特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−２０７７８６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなカッタビット交換方法においては、カッタビット装着溝の軸線から外れた直交方向にビット交換ボックスが設置されているため、ビット交換ボックス内の新カッタビットを新カッタビット挿入部まで移動させるためのビットスライド用ジャッキが必要となる。さらに、スライダのガイドとなるスリットをビット交換ボックスの壁に形成している。このため、小型化に限界がある上、必然的に開口部が増え、水密対策が必要となるという難点があった。
【００１３】
本発明の技術的課題は、開口部が少なく、小型化でき、低コストで、短時間で安全かつ容易にビット交換できるようにすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るシールド掘進機のカッタビット交換方法は、シールド掘進機前端の回転カッタの中心部に配置された筒状の回転体に、カッタビット供給孔を周方向複数個所設け、これらカッタビット供給孔に連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝を有するカッタスポークを前記回転体に一体化して設け、かつ回転体内には、各カッタビット供給孔と選択的に連通する単一のカッタビット収容室を有する内筒を相対回動可能に設けるとともに、内筒にカッタビット押出手段を設けてなるシールド掘進機を用いて、トンネル掘進時には、カッタビット収容室をカッタビット供給孔との非連通位置に位置させて、該カッタビット収容室を回転体にて遮蔽し、カッタビット交換時には、カッタビット収容室とカッタビット供給孔とを連通させて、カッタビット収容室内に設置した新カッタビットをカッタビット押出手段によってカッタビット装着溝内に挿入するとともに、この挿入圧力によって旧カッタビットをカッタビット装着溝における回転カッタ外周側よりシールド掘進機外に押し出すことによって、順次新しいカッタビットに交換することを特徴としている。
【００１５】
また、この方法に用いられる装置は、請求項３のようにカッタビットを挿通可能なカッタビット供給孔を周方向複数個所に有し、シールド掘進機前端の回転カッタの中心部に配置された筒状の回転体と、カッタビット供給孔に連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝を有し、回転体に固定されたカッタスポークと、カッタスポークの背面側に設けられて、カッタビット装着溝内のカッタビット列を解放可能に固定するカッタビット固定手段と、各カッタビット供給孔と選択的に合致する開口、及び新カッタビットを設置するためのカッタビット設置用孔を備えた単一のカッタビット収容室を有し、回転体内に相対回動可能に設けられた内筒と、内筒のカッタビット設置用孔に設けられた蓋体と、カッタビット収容室内に設置された新カッタビットを径方向外方へ押出可能に、カッタビット収容室の底部に設けられたカッタビット押出手段と、回転体と内筒との間に介在設置され、内筒を回転体と一体化し、又は内筒を回転体に対し相対的に回転駆動する内筒駆動装置と、を備えたものである。
【００１６】
本発明の請求項２に係るシールド掘進機のカッタビット交換方法は、シールド掘進機前端の回転カッタの中心部に配置された筒状の回転体に、カッタビット供給孔を周方向複数個所設け、これらカッタビット供給孔に連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝を有するカッタスポークを回転体に一体化して設け、かつ回転体内には、各カッタビット供給孔と選択的に連通する単一のカッタビット収容室を有する内筒を相対回動可能に設けるとともに、内筒にカッタビット押出手段を設け、カッタスポークには、そのカッタビット装着溝内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定するカッタビット保持手段を設けてなるシールド掘進機を用いて、トンネル掘進時には、カッタビット収容室をカッタビット供給孔との非連通位置に位置させて、カッタビット収容室を回転体にて遮蔽し、カッタビット交換時には、カッタビット収容室とカッタビット供給孔とを連通させ、カッタビット装着溝内のカッタビット列をカッタビット保持手段によって弾性支持させた状態下で、カッタビット収容室内に設置した新カッタビットをカッタビット押出手段によってカッタビット装着溝内に挿入するとともに、この挿入圧力によってカッタビット装着溝内のカッタビット列をカッタビット保持手段の付勢力に抗してスライドさせ、旧カッタビットをカッタビット装着溝における回転カッタ外周側よりシールド掘進機外に押し出すことによって、順次新しいカッタビットに交換し、交換後のカッタビット列はカッタビット保持手段の弾性力によって元の位置に復帰させることを特徴としている。
【００１７】
また、この方法に用いられる装置は、請求項４のようにカッタビットを挿通可能なカッタビット供給孔を周方向複数個所に有し、シールド掘進機前端の回転カッタの中心部に配置された筒状の回転体と、カッタビット供給孔に連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝を有し、回転体に固定されたカッタスポークと、カッタスポークの背面側に設けられて、カッタビット装着溝内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定するカッタビット保持手段と、各カッタビット供給孔と選択的に合致する開口、及び新カッタビットを設置するためのカッタビット設置用孔を備えた単一のカッタビット収容室を有し、回転体内に相対回動可能に設けられた内筒と、内筒のカッタビット設置用孔に設けられた蓋体と、カッタビット収容室内に設置された新カッタビットをカッタビット保持手段の付勢力に抗してカッタビット列と共に径方向外方へ押出可能に、カッタビット収容室の底部に設けられたカッタビット押出手段と、回転体と内筒との間に介在設置され、内筒を回転体と一体化し、又は内筒を回転体に対し相対的に回転駆動する内筒駆動装置と、を備えたものである。
【００１８】
また、この装置において、カッタビット保持手段を、請求項５のようにカッタスポークのカッタビット装着溝内のカッタビット列背面側に配置した係止用ブロックと、回転カッタの中心軸線からカッタビット装着溝の軸線に沿って放射方向に延びる面内で揺動可能に、ロッド側とボトム側が係止用ブロックとカッタスポークとにそれぞれ枢着されて、係止用ブロックを前方へ付勢するカッタビット固定用油圧シリンダと、回転カッタの中心軸線からカッタビット装着溝の軸線に沿って放射方向に延びる面内で揺動可能に、ロッド側とボトム側が係止用ブロックとカッタスポークとにそれぞれ枢着されて、係止用ブロックを径方向へ付勢するカッタビット復帰用油圧シリンダと、カッタビット固定用油圧シリンダとカッタビット復帰用油圧シリンダの油圧回路内に配置されて、これら各油圧シリンダの発生圧力をカッタビット押出手段の発生圧力よりも低圧に保持する第１のリリーフ弁と、油圧回路内に配置されて、各油圧シリンダの発生圧力を最大圧力に保持する第２のリリーフ弁と、第１と第２のリリーフ弁間で油路を切り替える切替弁と、係止用ブロックの径方向外方への移動量を規制するストッパと、から構成したものであり、又はカッタビット保持手段を、請求項６のようにカッタスポークのカッタビット装着溝内のカッタビット列背面側に配置された係止用ブロックと、回転カッタの中心軸線からカッタビット装着溝の軸線に沿って放射方向に延びる面内で揺動可能に、ロッド側とボトム側が係止用ブロックとカッタスポークとにそれぞれ枢着されて、係止用ブロックを前方かつ回転カッタ中心方向へ付勢するカッタビット固定用油圧シリンダと、カッタビット固定用油圧シリンダの油圧回路内に配置されて、油圧シリンダの発生圧力をカッタビット押出手段の発生圧力よりも低圧に保持する第１のリリーフ弁と、油圧回路内に配置されて、各油圧シリンダの発生圧力を最大圧力に保持する第２のリリーフ弁と、第１と第２のリリーフ弁間で油路を切り替える切替弁と、係止用ブロックの径方向外方への移動量を規制するストッパと、から構成したものである。
【００１９】
また、以上の装置において、内筒駆動装置を、請求項７のように内筒または回転体の一方に設けたリングギヤと、他方に設けられてリングギヤと噛み合うピニオン及びこのピニオンを駆動する油圧モータと、から構成したものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
以下、本発明の第１の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット交換方法および装置を図１乃至図７により説明する。図１は本実施形態に係るシールド掘進機の前端中心部を拡大して示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図３はシールド掘進機を進行方向前方から見た正面図、図４はシールド掘進機の側面断面図、図５はカッタビット固定手段の詳細を示す縦断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線矢視断面図、図７は内筒の背面図である。
【００２１】
シールド掘進機の前端部は、図３、図４のように円筒状のスキンプレート１と、スキンプレート１の前端から少し後方内部に設けられた隔壁２を備えている。隔壁２の中央部にはコーン状の回転体３が回転可能に取り付けられ、この回転体３の先端側にスキンプレート１の前端を覆うようにカッタヘッド４が設けられ、カッタヘッド４と隔壁２の間に掘削チャンバ５が形成されている。そして、カッタヘッド４には、図３のように複数のカッタスポーク６が放射状に形成されている。
【００２２】
また、回転体３の先端中心部にはフィッシュテールと呼ばれる回転カッタ７が設置され、回転体３と一体に回転できるようになっている。回転体３そのものは、図４のように隔壁２の内側に設置されているカッタヘッド駆動装置５０のモータからリングギアを介して動力が伝達され、回転できるようになっている。隔壁２の内側には、さらにシールドジャッキ６０と、掘削チャンバ５内の掘削土を排出するためのスクリューコンベア７０が設けられている。
【００２３】
回転体３には、図２のようにその周方向複数個所（ここでは４個所）に、カッタビット８を挿通可能なカッタビット供給孔３ａが設けられ、これらカッタビット供給孔３ａの位置に各カッタスポーク６が配置され固定されている。
【００２４】
カッタスポーク６は、図２、図６のように前面が開口する断面リップ形状を呈し、回転体３のカッタビット供給孔３ａに連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝６ａが形成されている。カッタビット装着溝６ａは、その前面開口であるスリット６ｂよりカッタビット８のビット部８ａを突出させた状態でカッタビット装着溝６ａ内にカッタビット８のビット支持駒８ｂを収容できるようになっていて、複数のカッタビット８をスライド可能に一列に支持できるようになっている。
【００２５】
また、カッタスポーク６の背面側には、カッタビット装着溝６ａ内のカッタビット列を解放可能に固定するカッタビット固定装置１１が設けられている。カッタビット固定装置１１は、図５、図６のように各カッタビット８のビット支持駒８ｂの後面に形成した谷形の係止用凹部８ｃに嵌入可能な波状面１２ａを前面に有し、カッタビット装着溝６ａ内の各カッタビット８の背面側に挿入配置された係止用ブロック１２と、係止用ブロック１２の長手部を背面より支持して、係止用ブロック１２をカッタビット列に対して進退駆動することで、カッタビット装着溝６ａ内の各カッタビット８を、スリット６ｂのエッジと波状面１２ａとで挟み付けて拘束、あるいはこれらの係合を解くことで解放する一対の油圧シリンダ１３，１４とから構成されている。
【００２６】
また、回転体３の内部には、図１、図２、図７のようにシール材１５により水密を保持されて回転体３と相対回動可能な内筒１６が設けられているとともに、回転体内面における各カッタビット供給孔３ａの周りにもシール材１５ａが設けられている。内筒１６には、回転体３の各カッタビット供給孔３ａと選択的に合致する単一の開口１６ａが形成されているとともに、開口１６ａの内方に、新カッタビット８Ａをセットするための単一のカッタビット収容室１７が設けられている。さらにカッタビット収容室１７の軸方向内端には、カッタビット設置用孔１７ａが形成され、カッタビット設置用孔１７ａが蓋体１８によって開放可能に密閉されている。またカッタビット収容室１７の底部には、このカッタビット収容室１７内にセットされた新カッタビット８Ａを、内筒１６の回動に影響を及ぼさない径方向外方まで押出可能なストロークを有するカッタビット押出手段すなわち油圧シリンダ１９が設けられている。油圧シリンダ１９は、カッタビット交換時に、新カッタビット８Ａと共にカッタビット列全体をカッタビット１個分、径方向外方へ押し出し、カッタビット装着溝６ａの終端に位置する旧カッタビット８を外周方向に押し出して順次新しいカッタビットに交換する機能を有するものであるが、カッタビット押出手段を必ずしも油圧シリンダ１９に限定する必要はなく、例えばボールねじ等を利用した他の直動機構の採用も可能である。
【００２７】
また、内筒１６は、図１、図４のように内筒駆動装置２１によって、シールド掘進機の掘進時には回転体３と一体となって回動するように、さらにカッタビット交換時には回転体３に対し相対的に回転駆動されるようになっている。内筒駆動装置２１は、内筒１６の内端に固定したリングギヤ２２と、回転体３側に取り付けられてリングギヤ２２と噛み合うピニオン２３及びこのピニオン２３を駆動する油圧モータ２４とから構成されており、非駆動時には油圧モータ２４によりロックされ、内筒１６と回転体３とが一体化されるようになっている。なお、リングギヤ２２と、ピニオン２３及び油圧モータ２４との取付位置関係は逆でもよいことは言うまでもない。さらに、リングギヤとピニオンとの組合せによる回転方式以外に油圧ジャッキなどを使用した回転機構とすることが可能であることも言うまでもない。
【００２８】
次に、本実施形態装置によるシールド掘進機のカッタビット交換方法について図１乃至図７に基づき説明する。シールド掘進機の掘進時は、回転体３に対する内筒１６のカッタビット収容室１７の位置が、各カッタビット供給孔３ａ間の位置ａ，ｂ，ｃ，ｄ（図２）のいずれかの位置、すなわちカッタビット収容室１７の開口１６ａが回転体３の内周面で遮蔽されて、回転体３と内筒１６間の水密が保持されている位置にあり、この状態で内筒駆動装置２１の油圧モータ２４が停止していて、内筒１６と回転体３とが油圧モータ２４によりロックされて一体化し、これによって内筒１６と回転体３が一体回転するようになっている。
【００２９】
カッタビットを交換するには、まずカッタヘッド４の回転を停止させ、次いでカッタビット収容室１７のカッタビット設置用孔１７ａを覆っている蓋体１８を開放して、カッタビット設置用孔１７ａよりカッタビット収容室１７内に新カッタビット８Ａをセットし、その後、再び蓋体１８によってカッタビット設置用孔１７ａを閉止する。
【００３０】
次に、前記状態から油圧モータ２４を駆動し、ピニオン２３、リングギヤ２２を介して内筒１６を回転体３に対し相対回動させ、カッタビット収容室１７の開口１６ａと、カッタビットを交換したいカッタスポーク６に連なる回転体３のカッタビット供給孔３ａとの位置合わせを行う（図１乃至図７の状態）。
【００３１】
次いで、新カッタビット８Ａが直上の旧カッタビット８に当接するまでカッタビット押出手段である油圧シリンダ１９のピストンロッドを伸長させ、次にカッタビット固定装置１１の油圧シリンダ１３，１４の保持圧を油圧シリンダ１９の発生圧力よりも低圧に保持して、係止用ブロック１２の波状面１２ａとカッタビット列後面の各係止用凹部８ｃとの係合を緩める。
【００３２】
その後、油圧シリンダ１９のピストンロッドをさらに伸長させて、新カッタビット８Ａを含むカッタビット列全体をカッタビット１個分、径方向外方へ押し出し、カッタビット装着溝６ａの終端に位置する旧カッタビット８を外周方向に押し出す。そして、カッタビット固定装置１１の油圧シリンダ１３，１４を最大圧力モードとし、各ピストンロッドを伸長させて、係止用ブロック１２の波状面１２ａと新カッタビット８Ａを含むカッタビット列後面の各係止用凹部８ｃとの係合状態を強固なものとし、各カッタビットを拘束する。その後、油圧シリンダ１９のピストンロッドを元の位置まで縮退させ、カッタビット収容室１７内の空間を確保する。
【００３３】
さらに、同列において新旧カッタビットの交換が必要があれば、前記状態からカッタビット収容室１７の蓋体１８を開放して、カッタビット設置用孔１７ａよりカッタビット収容室１７内に新カッタビット８Ａをセットし、再び蓋体１８によってカッタビット設置用孔１７ａを閉止した後、前述と同様の手順により新旧カッタビットの交換を行う。以上の動作を、交換が必要なカッタビットの個数分繰り返す。他のカッタスポーク６の新旧カッタビットの交換も前述と同様の手順により行う。
【００３４】
必要なカッタビットの交換を全て終えれば、カッタビット収容室１７の位置が、もよりの各カッタビット供給孔３ａ間の位置（図２のａ，ｂ，ｃ，ｄのいずれかの位置）にくるまで油圧モータ２４を駆動し、ピニオン２３、リングギヤ２２を介して内筒１６を回転体３に対し相対回動させ、カッタビット収容室１７の開口１６ａを回転体３の内周面にて遮蔽する。
【００３５】
このように、本実施形態においては、放射方向に配置されているカッタビット列の中心部に交換用の新カッタビット８Ａを直接セットでき、かつ単一のカッタビット収容室１７を全てのカッタビット列に対応させることができる。このため、さらなる小型化が図れ、かつ必要とする駆動装置（シリンダ等）の数を従来に比し大幅に減らすことができて、コストを大幅に低減することができる。
【００３６】
また、カッタビット収容室１７を二重管の内側（内筒１６）に設けて、カッタビット収容室１７の開口１６ａを外側の管（回転体３）の内周面にて遮蔽できるようにしているので、水密性が向上し、機内への掘削汚泥等の侵入を防止することができた。
【００３７】
また、放射方向に配置されているカッタビット列の中心部から押し出して、カッタヘッド４の最外周のものから順に交換するようにしているので、最も摩耗の激しいものから順次交換でき、合理的である。さらに、交換のために掘進作業を停止させる時間が短時間で済み、経済性も高い。
【００３８】
また、カッタビット列の全体を解放可能に背面側より支持するカッタビット固定装置１１を設けたので、各カッタビット相互間の連結手段が不要となり、その分、カッタビットの小型・軽量化が図れた。
【００３９】
実施形態２．
図８は本発明の第２の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット固定手段の詳細を示す縦断面図であり、図中、前述の第１実施形態のものと同一部分には同一符号を付してある。
【００４０】
この第２実施形態のシールド掘進機は、大口径のシールド掘進機に適用したもので、カッタビット８０のビット支持駒の後面を係止用斜面８０ｃに形成するとともに、カッタビット固定手段１１Ａの係止用ブロック１２Ａの前面にカッタビット列の各係止用斜面８０ｃに嵌入可能なのこ刃状面１２ｂを形成し、かつカッタビット収容室１７内にセットされた新カッタビット８０Ａの押出手段として、前述の第１実施形態の油圧シリンダよりさらにカッタビット１個分、ストロークの長い油圧シリンダ１９Ａを用いた点が前述の第１実施形態のものと異なっており、それ以外の構成および新旧カッタビット交換の手順は前述の第１実施形態のものと基本的に同じであり、第１実施形態の持つ機能を全て備えている。
【００４１】
前述の第１実施形態のカッタビット８では、図５のように重量軽減化のためにビット支持駒部に円孔を形成しているが、この場合には強度確保の観点から小型化に限界がある上、係止用凹部８ｃを深くすることができない。このため、カッタビット固定手段１１の油圧シリンダ１３，１４の押し付け力をある程度確保する必要がある。
【００４２】
この第２実施形態のシールド掘進機においては、カッタビット後面の係止用斜面８０ｃの長さの確保が容易で、さらにカッタビット列が図８の如く上向きに位置した場合には、カッタビット８０と係止用ブロック１２Ａとの係合は基本的に上下の面で行われる。このため、カッタビット列拘束の信頼性が高く、カッタビット固定手段１１Ａの油圧シリンダ１３，１４の押し付け力の軽減化が図れる。さらに、カッタビットの強度の確保が容易となり、その小型化が図れる。
【００４３】
実施形態３．
図９は本発明の第３の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット保持手段の詳細を示す縦断面図であり、図中、前述の第１実施形態のものと同一部分には同一符号を付してある。
【００４４】
図９に示すように各カッタビット８の外周側端面と内周側端面にそれぞれ凹部３０ａと凸部３０ｂを設ければ、カッタビット列を整列させることができて、カッタビットの交換作業や固定作業が容易となる。しかし、この場合は、カッタビットを交換する際に、油圧シリンダ１９のピストンロッドを伸長させて、新カッタビット８Ａを含むカッタビット列全体をカッタビット１個分、径方向外方へ押し出し、カッタビット装着溝６ａ（図２参照）の終端に位置する旧カッタビット８を外周方向に押し出したとしても、この状態では押し出された旧カッタビット（以下これを「排出カッタビット」という）８とカッタビット装着溝終端に位置する次のカッタビット８とは互いの凹凸部３０ａ，３０ｂが係合した状態にあり、排出カッタビット８と次のカッタビット８との境界部からの分離（以下これを「縁切り」という）が不十分な場合も想定される。
【００４５】
この第３実施形態のシールド掘進機は、カッタスポーク６の背面側に、カッタビット装着溝６ａ内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定するカッタビット保持手段４０Ａを設けて、縁切りをスムーズに行えるようにしたものである。
【００４６】
これを更に詳述すると、カッタビット保持手段４０Ａは、カッタスポーク６のカッタビット装着溝６ａ内のカッタビット列背面側に配置した係止用ブロック１２と、回転カッタの中心軸線からカッタビット装着溝６ａの軸線に沿って放射方向に延びる面（以下これを「放射面」という）内で揺動可能となるように、ロッド側が軸３２ａを介して係止用ブロック１２に、ボトム側がカバー３１及びこれに取り付けられた軸３２ｂを介してカッタスポーク６に、それぞれ枢着されて、係止用ブロック１２を前方へ付勢する一対のカッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａと、カバー３６に覆われて前記放射面内で揺動可能となるようにカッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａ間に配置され、ロッド側がブラケット３３及び軸３７ａを介して係止用ブロック１２に、ボトム側がブラケット３４及び軸３７ｂを介してカッタスポーク６に、それぞれ枢着されて、係止用ブロック１２を径方向すなわち回転カッタ中心側へ付勢するカッタビット復帰用油圧シリンダ３５と、カッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａとカッタビット復帰用油圧シリンダ３５の図示しない油圧回路内に配置されて、これら各油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａ，３５の発生圧力をカッタビット押出手段である油圧シリンダ１９の発生圧力よりも低圧に保持する第１のリリーフ弁、各油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａ，３５の発生圧力を最大圧力に保持する第２のリリーフ弁、及びこれらリリーフ弁間で油路を切り替える切替弁と、係止用ブロック１２の径方向外方への移動量を規制するストッパとなるカッタヘッド外部枠４ａと、この外部枠４ａの先端部と径方向で重畳するように係止用ブロック１２の背面部における径方向外端に形成した段部１２ｃとから構成されている。それ以外の構成は前述の第１実施形態のものと同様である。
【００４７】
この第３実施形態のシールド掘進機において、カッタビット復帰用油圧シリンダ３５による係止用ブロック１２すなわちカッタビット列の復帰位置は、カッタビット装着溝基端に位置するカッタビット８の凸部３０ｂが内筒１６と干渉しない位置となっており、その位置がカッタビット復帰用油圧シリンダ３５のストロークエンドとなるように設定されている。
【００４８】
次に、本実施形態装置によるシールド掘進機のカッタビット交換方法について図９に基づき前述の図１乃至図４を参照しながら説明する。シールド掘進機の掘進時は、回転体３に対する内筒１６のカッタビット収容室１７の位置が、各カッタビット供給孔３ａ間の位置ａ，ｂ，ｃ，ｄ（図２）のいずれかの位置、すなわちカッタビット収容室１７の開口１６ａが回転体３の内周面で遮蔽されて、回転体３と内筒１６間の水密が保持されている位置にあり、この状態で内筒駆動装置２１の油圧モータ２４が停止していて、内筒１６と回転体３とが油圧モータ２４によりロックされて一体化し、これによって内筒１６と回転体３が一体回転する。
【００４９】
カッタビットを交換するには、まずカッタヘッド４の回転を停止させ、次いでカッタビット収容室１７のカッタビット設置用孔１７ａを覆っている蓋体１８を開放して、カッタビット設置用孔１７ａよりカッタビット収容室１７内に新カッタビット８Ａをセットし、その後、再び蓋体１８によってカッタビット設置用孔１７ａを閉止する。
【００５０】
次に、前記状態から油圧モータ２４を駆動し、ピニオン２３、リングギヤ２２を介して内筒１６を回転体３に対し相対回動させ、カッタビット収容室１７の開口１６ａと、カッタビットを交換したいカッタスポーク（例えば直下に位置するカッタスポーク）に連なる回転体３のカッタビット供給孔３ａとの位置合わせを行う。
【００５１】
次いで、切替弁によりカッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａとカッタビット復帰用油圧シリンダ３５の油圧回路を第１のリリーフ弁側に切り替えて、これら各油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａ，３５の発生圧力をカッタビット押出手段である油圧シリンダ１９の発生圧力よりも低圧となるように設定した後、カッタビット押出手段である油圧シリンダ１９のピストンロッドを、各油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａ，３５の付勢力に抗して伸長させ、新カッタビット８Ａを含むカッタビット列全体をカッタビット１個分以上、径方向外方へ押し出し、カッタビット装着溝６ａの終端に位置する旧カッタビット８を外周方向に押し出す。その際、途中で係止用ブロック１２の段部１２ｃが外部枠４ａに係合して、係止用ブロック１２の径方向外方への移動が規制されるが、油圧シリンダ１９の伸長動作は所定ストロークまで継続される。このため、係止用ブロック１２に対してカッタビット列が相対移動し、そのカッタビット列後面に形成される波状面によって係止用ブロック１２がカッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａの付勢力に抗して後方へ押しやられ、互いの波状面の相対移動が一山超えれば再び係止用ブロック１２の波状面１２ａとカッタビット列後面に形成される波状面とが嵌り合って係合する。この段階で油圧シリンダ１９はストロークエンドとなり、続いて縮退動作を開始する。
【００５２】
その後、油圧シリンダ１９の縮退動作に伴って係止用ブロック１２すなわちカッタビット列が、カッタビット復帰用油圧シリンダ３５の復帰力によりそのストロークエンドまでカッタビット装着溝６ａ内を径方向内方へスライドする。
【００５３】
さらに、同列において新旧カッタビットの交換が必要があれば、前記状態からカッタビット収容室１７の蓋体１８を開放して、カッタビット設置用孔１７ａよりカッタビット収容室１７内に新カッタビット８Ａをセットし、再び蓋体１８によってカッタビット設置用孔１７ａを閉止した後、前述と同様の手順により新旧カッタビットの交換を行う。以上の動作を、交換が必要なカッタビットの個数分繰り返す。他のカッタスポーク６の新旧カッタビットの交換も前述と同様の手順により行う。
【００５４】
必要なカッタビットの交換を全て終えれば、カッタビット収容室１７の位置が、もよりの各カッタビット供給孔３ａ間の位置（図２のａ，ｂ，ｃ，ｄのいずれかの位置）にくるまで油圧モータ２４を駆動し、ピニオン２３、リングギヤ２２を介して内筒１６を回転体３に対し相対回動させ、カッタビット収容室１７の開口１６ａを回転体３の内周面にて遮蔽するとともに、カッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａとカッタビット復帰用油圧シリンダ３５の油圧回路を第２のリリーフ弁側に切り替えて、これら各油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａ，３５の発生圧力が最大圧力に保持されるよう設定してカッタビット列の位置を油圧により固定する。
【００５５】
このように、本実施形態においては、カッタビット保持手段４０Ａにより、カッタビット装着溝６ａ内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定するようにしているので、各カッタビット８の外周側端面と内周側端面にそれぞれカッタビット整列用の凹部３０ａと凸部３０ｂを設けても、排出カッタビットとの縁切りをスムーズに行うことができる。
【００５６】
実施形態４．
図１０は本発明の第４の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット保持手段の詳細を示す縦断面図であり、図中、前述の第３実施形態のものに相当する部分には同一符号を付してある。なお、ここでも説明にあたっては前述の図１乃至図４を参照するものとする。
【００５７】
この第４実施形態のシールド掘進機は、カッタスポーク６の背面側に設けられて、カッタビット装着溝６ａ内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定するカッタビット保持手段４０Ｂの簡略化を図ったもので、一方のカッタビット固定用油圧シリンダ１４Ａの係止用ブロック１２へのロッド枢着部とカッタビット復帰用油圧シリンダ３５の係止用ブロック１２へのロッド枢着部が、共通のブラケット４１により構成されているとともに、これらを覆うカバー４２も共通化され、カッタビット固定用油圧シリンダ１４Ａのボトム側が前記共通カバー４２及びこれに取り付けられた軸３２ｂを介してカッタスポーク６に枢着されるようにした点が前述の第３実施形態のものと異なっており、設定圧力の異なる第１及び第２のリリーフ弁を選択的に利用する油圧回路を含むそれ以外の構成および新旧カッタビット交換の手順は前述の第３実施形態のものと同じであり、第３実施形態の持つ機能を全て備えている。
【００５８】
この第４実施形態のシールド掘進機においても、カッタビット保持手段４０Ｂにより、カッタビット装着溝６ａ内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定することができるので、前述の第３実施形態のものと同様、排出カッタビットとの縁切りをスムーズに行うことができるとともに、構成が簡略化された分、製作が容易となる。
【００５９】
実施形態５．
図１１は本発明の第５の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット保持手段の詳細を示す縦断面図であり、図中、前述の第３実施形態のものに相当する部分には同一符号を付してある。なお、ここでも説明にあたっては前述の図１乃至図４を参照するものとする。
【００６０】
この第５実施形態のシールド掘進機は、カッタスポーク６の背面側に設けられて、カッタビット装着溝６ａ内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定するカッタビット保持手段４０Ｃの更なる簡略化を図ったもので、前述の第３及び第４実施形態で用いたカッタビット復帰用油圧シリンダ３５を削減し、カッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａにカッタビット復帰用油圧シリンダの機能をも持たせるようにしたものである。
【００６１】
すなわち、カッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａおよびカバー３１Ａ，３１Ａは、いずれも前方かつ回転カッタ中心方向を向くように斜めに配置されている。そして、カッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａは、放射面内で揺動可能となるように、ロッド側が軸３２ａを介して係止用ブロック１２に、ボトム側がカバー３１Ａ及びこれに取り付けられた軸３２ｂを介してカッタスポーク６に、それぞれ枢着されて、係止用ブロック１２すなわちカッタビット列を前方かつ回転カッタ中心方向へ付勢するように構成されている点が前述の第３及び第４実施形態のものと異なっており、設定圧力の異なる第１及び第２のリリーフ弁を選択的に利用する油圧回路を含むそれ以外の構成および新旧カッタビット交換の手順は前述の第３及び第４実施形態のものと基本的に同じであり、第３実施形態の持つ機能を全て備えている。
【００６２】
この第５実施形態のシールド掘進機において、カッタビット固定用油圧シリンダ１３Ａ，１４Ａは、前方への所定の付勢力が確保されているのであれば、可能な限り回転カッタ中心方向へ向けて配置することが望ましい。すなわち、係止用ブロック１２の段部１２ｃが外部枠４ａに係合して、係止用ブロック１２の径方向外方への移動が規制された状態下で、係止用ブロック１２に対して径方向内方への付勢力（復帰力）が作用するように設置すればよい。
【００６３】
この第５実施形態においても、カッタビット保持手段４０Ｃにより、カッタビット装着溝６ａ内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定することができるので、前述の第３実施形態のものと同様、排出カッタビットとの縁切りをスムーズに行うことができるとともに、カッタビット復帰用油圧シリンダを削減できた分、コストを低減することができる。
【００６４】
なお、前述の各実施形態ではいずれも本発明を土圧式シールド掘進機に用いたものを例に挙げて説明したが、これに限るものでなく、本発明を他の方式、例えば泥水式シールド掘進機にも適用できることは言うまでもない。
【００６５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、トンネル掘進時には、カッタビット収容室をカッタビット供給孔との非連通位置に位置させて、該カッタビット収容室を回転体にて遮蔽し、カッタビット交換時には、カッタビット収容室とカッタビット供給孔とを連通させて、カッタビット収容室内に設置した新カッタビットをカッタビット押出手段によってカッタビット装着溝内に挿入するとともに、この挿入圧力によって旧カッタビットをカッタビット装着溝における回転カッタ外周側よりシールド掘進機外に押し出すことによって、順次新しいカッタビットに交換するようにしたので、放射方向に配置されているカッタビット列の中心部に交換用の新カッタビットを直接セットでき、かつ単一のカッタビット収容室を全てのカッタビット列に対応させることができた。このため、小型化が図れ、かつ必要とする駆動装置の数を従来に比し大幅に減らすことができて、コストを大幅に低減することができた。
また、カッタビット収容室を二重管の内筒に設けて、カッタビット収容室の開口を外側の回転体の内周面にて遮蔽できるようにしたので、水密性が向上し、機内への掘削汚泥等の侵入を防止することができた。
【００６６】
また、本発明によれば、トンネル掘進時には、カッタビット収容室をカッタビット供給孔との非連通位置に位置させて、該カッタビット収容室を回転体にて遮蔽し、カッタビット交換時には、カッタビット収容室とカッタビット供給孔とを連通させ、カッタビット装着溝内のカッタビット列をカッタビット保持手段によって弾性支持させた状態下で、カッタビット収容室内に設置した新カッタビットをカッタビット押出手段によってカッタビット装着溝内に挿入するとともに、この挿入圧力によってカッタビット装着溝内のカッタビット列をカッタビット保持手段の付勢力に抗してスライドさせ、旧カッタビットをカッタビット装着溝における回転カッタ外周側よりシールド掘進機外に押し出すことによって、順次新しいカッタビットに交換し、交換後のカッタビット列はカッタビット保持手段の弾性力によって元の位置に復帰させるようにしたので、排出するカッタビットとの縁切りをスムーズに行うことができた。
【００６７】
また、内筒駆動装置を、内筒または回転体の一方に設けたリングギヤと、他方に設けられてリングギヤと噛み合うピニオン及びこのピニオンを駆動する油圧モータと、から構成したので、内筒を回転体と一体化し、又は内筒を回転体に対し相対的に回転駆動する内筒駆動装置を容易に得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るシールド掘進機の前端中心部を拡大して示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】第１実施形態に係るシールド掘進機を進行方向前方から見た正面図である。
【図４】第１実施形態に係るシールド掘進機の側面断面図である。
【図５】第１実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット固定手段の詳細を示す縦断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図７】第１実施形態に係るシールド掘進機の内筒の背面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット固定手段の詳細を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット保持手段の詳細を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット保持手段の詳細を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット保持手段の詳細を示す縦断面図である。
【符号の説明】
３回転体
３ａカッタビット供給孔
４ａカッタヘッド外部枠（ストッパ）
７回転カッタ
６カッタスポーク
６ａカッタビット装着溝
８，８０カッタビット
８Ａ，８０Ａ新カッタビット
１１，１１Ａカッタビット固定手段
１２係止用ブロック
１２ｃ段部
１３Ａ，１４Ａカッタビット固定用油圧シリンダ
１６内筒
１６ａ開口
１７カッタビット収容室
１７ａカッタビット設置用孔
１８蓋体
１９，１９Ａ油圧シリンダ（カッタビット押出手段）
２１内筒駆動装置
２２リングギヤ
２３ピニオン
２４油圧モータ
３５カッタビット復帰用油圧シリンダ
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃカッタビット保持手段

Claims

シールド掘進機前端の回転カッタの中心部に配置された筒状の回転体に、カッタビット供給孔を周方向複数個所設け、これらカッタビット供給孔に連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝を有するカッタスポークを前記回転体に一体化して設け、かつ該回転体内には、前記各カッタビット供給孔と選択的に連通する単一のカッタビット収容室を有する内筒を相対回動可能に設けるとともに、内筒にカッタビット押出手段を設けてなるシールド掘進機を用いて、トンネル掘進途中でカッタビットを交換する方法であって、
トンネル掘進時には、カッタビット収容室をカッタビット供給孔との非連通位置に位置させて、該カッタビット収容室を回転体にて遮蔽し、
カッタビット交換時には、カッタビット収容室とカッタビット供給孔とを連通させて、カッタビット収容室内に設置した新カッタビットをカッタビット押出手段によってカッタビット装着溝内に挿入するとともに、この挿入圧力によって旧カッタビットをカッタビット装着溝における回転カッタ外周側よりシールド掘進機外に押し出すことによって、順次新しいカッタビットに交換することを特徴とするシールド掘進機のカッタビット交換方法。
シールド掘進機前端の回転カッタの中心部に配置された筒状の回転体に、カッタビット供給孔を周方向複数個所設け、これらカッタビット供給孔に連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝を有するカッタスポークを前記回転体に一体化して設け、かつ該回転体内には、前記各カッタビット供給孔と選択的に連通する単一のカッタビット収容室を有する内筒を相対回動可能に設けるとともに、内筒にカッタビット押出手段を設け、カッタスポークには、そのカッタビット装着溝内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定するカッタビット保持手段を設けてなるシールド掘進機を用いて、トンネル掘進途中でカッタビットを交換する方法であって、
トンネル掘進時には、カッタビット収容室をカッタビット供給孔との非連通位置に位置させて、該カッタビット収容室を回転体にて遮蔽し、
カッタビット交換時には、カッタビット収容室とカッタビット供給孔とを連通させ、カッタビット装着溝内のカッタビット列をカッタビット保持手段によって弾性支持させた状態下で、カッタビット収容室内に設置した新カッタビットをカッタビット押出手段によってカッタビット装着溝内に挿入するとともに、この挿入圧力によってカッタビット装着溝内のカッタビット列をカッタビット保持手段の付勢力に抗してスライドさせ、旧カッタビットをカッタビット装着溝における回転カッタ外周側よりシールド掘進機外に押し出すことによって、順次新しいカッタビットに交換し、交換後のカッタビット列はカッタビット保持手段の弾性力によって元の位置に復帰させることを特徴とするシールド掘進機のカッタビット交換方法。
カッタビットを挿通可能なカッタビット供給孔を周方向複数個所に有し、シールド掘進機前端の回転カッタの中心部に配置された筒状の回転体と、
前記カッタビット供給孔に連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝を有し、前記回転体に固定されたカッタスポークと、
前記カッタスポークの背面側に設けられて、前記カッタビット装着溝内のカッタビット列を解放可能に固定するカッタビット固定手段と、
前記各カッタビット供給孔と選択的に合致する開口、及び新カッタビットを設置するためのカッタビット設置用孔を備えた単一のカッタビット収容室を有し、前記回転体内に相対回動可能に設けられた内筒と、
前記内筒のカッタビット設置用孔に設けられた蓋体と、
前記カッタビット収容室内に設置された新カッタビットを径方向外方へ押出可能に、該カッタビット収容室の底部に設けられたカッタビット押出手段と、
前記回転体と前記内筒との間に介在設置され、前記内筒を前記回転体と一体化し、又は前記内筒を前記回転体に対し相対的に回転駆動する内筒駆動装置と、
を備えたことを特徴とするシールド掘進機のカッタビット交換装置。
カッタビットを挿通可能なカッタビット供給孔を周方向複数個所に有し、シールド掘進機前端の回転カッタの中心部に配置された筒状の回転体と、
前記カッタビット供給孔に連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝を有し、前記回転体に固定されたカッタスポークと、
前記カッタスポークの背面側に設けられて、前記カッタビット装着溝内のカッタビット列をスライド可能に弾性支持または固定するカッタビット保持手段と、
前記各カッタビット供給孔と選択的に合致する開口、及び新カッタビットを設置するためのカッタビット設置用孔を備えた単一のカッタビット収容室を有し、前記回転体内に相対回動可能に設けられた内筒と、
前記内筒のカッタビット設置用孔に設けられた蓋体と、
前記カッタビット収容室内に設置された新カッタビットを前記カッタビット保持手段の付勢力に抗して前記カッタビット列と共に径方向外方へ押出可能に、該カッタビット収容室の底部に設けられたカッタビット押出手段と、
前記回転体と前記内筒との間に介在設置され、前記内筒を前記回転体と一体化し、又は前記内筒を前記回転体に対し相対的に回転駆動する内筒駆動装置と、
を備えたことを特徴とするシールド掘進機のカッタビット交換装置。
カッタビット保持手段を、
カッタスポークのカッタビット装着溝内のカッタビット列背面側に配置した係止用ブロックと、
回転カッタの中心軸線からカッタビット装着溝の軸線に沿って放射方向に延びる面内で揺動可能に、ロッド側とボトム側が前記係止用ブロックとカッタスポークとにそれぞれ枢着されて、係止用ブロックを前方へ付勢するカッタビット固定用油圧シリンダと、
回転カッタの中心軸線からカッタビット装着溝の軸線に沿って放射方向に延びる面内で揺動可能に、ロッド側とボトム側が前記係止用ブロックとカッタスポークとにそれぞれ枢着されて、係止用ブロックを径方向へ付勢するカッタビット復帰用油圧シリンダと、
カッタビット固定用油圧シリンダとカッタビット復帰用油圧シリンダの油圧回路内に配置されて、これら各油圧シリンダの発生圧力をカッタビット押出手段の発生圧力よりも低圧に保持する第１のリリーフ弁と、
前記油圧回路内に配置されて、前記各油圧シリンダの発生圧力を最大圧力に保持する第２のリリーフ弁と、
前記第１と第２のリリーフ弁間で油路を切り替える切替弁と、
前記係止用ブロックの径方向外方への移動量を規制するストッパと、
から構成したことを特徴とする請求項４記載のシールド掘進機のカッタビット交換装置。
カッタビット保持手段を、
カッタスポークのカッタビット装着溝内のカッタビット列背面側に配置された係止用ブロックと、
回転カッタの中心軸線からカッタビット装着溝の軸線に沿って放射方向に延びる面内で揺動可能に、ロッド側とボトム側が前記係止用ブロックとカッタスポークとにそれぞれ枢着されて、係止用ブロックを前方かつ回転カッタ中心方向へ付勢するカッタビット固定用油圧シリンダと、
カッタビット固定用油圧シリンダの油圧回路内に配置されて、該油圧シリンダの発生圧力をカッタビット押出手段の発生圧力よりも低圧に保持する第１のリリーフ弁と、
前記油圧回路内に配置されて、前記各油圧シリンダの発生圧力を最大圧力に保持する第２のリリーフ弁と、
前記第１と第２のリリーフ弁間で油路を切り替える切替弁と、
前記係止用ブロックの径方向外方への移動量を規制するストッパと、
から構成したことを特徴とする請求項４記載のシールド掘進機のカッタビット交換装置。
内筒駆動装置を、内筒または回転体の一方に設けたリングギヤと、他方に設けられて前記リングギヤと噛み合うピニオン及び該ピニオンを駆動する油圧モータと、から構成したことを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載のシールド掘進機のカッタビット交換装置。