シールド掘進機、ロータリジョイントおよびシールド掘進機の運転方法
【課題】新品カッタビットを本体部からカッタスポークに装着することができるカッタビット交換手段を具備し、カッタビット交換作業を迅速かつ容易にすることができるシールド掘進機これに用いるロータリジョイントおよびシールド掘進機の運転方法を得る。
【解決手段】シールド掘進機１００は、本体部１０と、回転掘削部２０と、本体部１０から回転掘削部２０に油圧を供給するためのロータリジョイント（ＲＪ）４０と、ＲＪ４０のステータ４１を支持するステータ支持手段５０と、ステータ支持手段５０の位置を固定するステータ固定手段６０と、ＲＪ４０のロータ４２に回転掘削部２０の回転を伝達するロータ回転手段７０とを有している。ステータ支持手段５０のステータ支持レバー５２は支持レバー支点５１を揺動中心として揺動自在であって、かかる揺動によって、ＲＪ４０の中心軸は回転掘削部２０の回転中心に一致したり、回転中心から偏位したりする。
【解決手段】シールド掘進機１００は、本体部１０と、回転掘削部２０と、本体部１０から回転掘削部２０に油圧を供給するためのロータリジョイント（ＲＪ）４０と、ＲＪ４０のステータ４１を支持するステータ支持手段５０と、ステータ支持手段５０の位置を固定するステータ固定手段６０と、ＲＪ４０のロータ４２に回転掘削部２０の回転を伝達するロータ回転手段７０とを有している。ステータ支持手段５０のステータ支持レバー５２は支持レバー支点５１を揺動中心として揺動自在であって、かかる揺動によって、ＲＪ４０の中心軸は回転掘削部２０の回転中心に一致したり、回転中心から偏位したりする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中にトンネルや下水道等（以下「掘削坑」と総称する）を構築する際に使用されるシールド掘進機これに用いるロータリジョイントおよびシールド掘進機の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド掘進機は、地山（地盤に同じ）を掘削して掘削坑を創成する回転掘削部と、回転掘削部が設置された筒状の本体部と、本体部の後端に延設された筒状のテール部と、円弧状のセグメント部材を筒状のセグメント筒状体に組み立てるセグメント組立手段（セグメントエレクタまたはエレクター装置に同じ）と、組み立てられたセグメント筒状体を後方に向かって押し、その反力によって本体部を前進させる押出手段（シールドジャッキに同じ）と、セグメント筒状体とテール部との隙問をシールするテールシール手段と、セグメント筒状体と掘削坑との隙間に裏込材を注入する裏込材注入手段と、掘削した土砂を機外に排出する排土手段とを有している。
【０００３】
回転掘削部は、本体部に回転自在に支侍されたセンタシャフトと、センタシャフトに放射状に配置されたカッタスポークと、カッタスポークの前面に設置されたカッタビットと、カッタスポークに設置されその外周に向かって進退自在なコピーカッタと、カッタスポークに設置されコピーカッタを進退させる油圧シリンダとを有している。
そして、かかる油圧シリンダに油圧を供給するために、本体部にロータリジョイントの固定部（以下「ステータ」と称する）が設置され、センタシャフトの本体部側の端部にロータリジョイントの回転部（以下「ロータ」と称する）が設置されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
近年、シールドトンネルの長距離化に伴い、掘進工事の途中で一時掘進を中断して、摩耗ないし破損したカッタビットを新品のカッタビットに交換したいという要請がある。かかる要請に対応して、発明者等は既に、低コストで迅速かつ容易にカッタビットを交換することができるカッタビット交換手段およびカッタビット交換方法の開発に成功し、これを開示している。
【０００５】
かかるカッタビット交換手段は、カッタスポークが設置されている筒状回転体（センタシャフトに相当する）と、筒状回転体の内周面に摺動するカッタビット収納室と、カッタビット収納室に収納された新品カッタビットをカッタスポークに押し出すカッタビット押出手段とを有している。したがって、シールド掘進機の前方に作業用の立坑等を構築する必要がなく、掘進を一時中断するだけで、シールド掘進機の本体部から新品カッタビットをカッタスポークに装着することができるという顕著な効果を奏するものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平７-２２２４５９６号公報（３〜４頁、図１）
【特許文献２】特開２００３−２３２１９２号公報（６〜７頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献２に開示された発明は、装着された新品カッタビットをカッタスポークに固定するために油圧シリンダを用いている。該油圧シリンダは掘進中（カッタスポークが回転している問に同じ）においてもカッタビットを押圧し続けるものであるから、筒状回転体には本体部からロータリジョイントを介して油圧が常時供給されている。
このとき、筒状回転体の回転中心とロータリジョイントの中心軸とは一致するものであるところ、筒状回転体は、その内部に設置されたカッタビット収納室に新品カッタビットを収納する必要から、本体部側が広く開口しているため、特許文献１に開示されたセンタシャフトのような、ロータリジョイントのロータを設置するのに好適な端部が存在しない。すなわち、ロータリジョイントを設置するためには、本体部にステータを支持するステータ支侍手段を設置すると共に、回転掘削部にロータを支持しかつロータに回転を伝達するロータ支持手段を設置する必要がある。
このため、かかるステータ支持手段およびロータ支持手段が、カッタビット収納室に新品カッタビットを収納する際の障害物となって、作業を複雑にしたり、作業能率を低下させたりするおそれがあった。尤も、これらは、ロータリジョイントを備える各種シールド掘進機において改善が望まれる共通の課題であり、発明者等が開発に成功したカッタビット交換手段を備えるシールド掘進機やその運転方法に限られるものではない。
【０００８】
本発明は、上記の問題や課題を解決するためになされたものであり、ロータリジョイントの位置を容易に変更することができるシールド掘進機これに用いるロータリジョイントおよびシールド掘進機の運転方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の第１の形態に係るシールド掘進機は、本体部と、該本体部の前端に設置されて回転しながら地山を掘削する回転掘削部と、該回転掘削部と前記本体部と間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントとを有するものであって、
前記回転掘削部が停止しているとき、前記ロータリジョイントが前記回転掘削部の回転中心の位置から移動可能であることを特徴とするものである。
【００１０】
（２）また、本発明の第２の形態に係るロータリジョイントは、本体部と、該本体部の前端に設置されて回転しながら地山を掘削する回転掘削部とを有するシールド掘進機に取り付けられ、前記本体部と前記回転掘削部との間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うものであって、
前記回転掘削部が停止しているとき、前記回転掘削部の回転中心の位置から移動できるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
（３）また、本発明の第３の形態に係るシールド掘進機の運転方法は、本体部と、該本体部の前端に設置されて回転しながら地山を掘削する回転掘削部と、該回転掘削部と前記本体部と間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントとを有するシールド掘進機の運転方法であって、
前記ロータリジョイントを前記回転掘削部の回転中心と同軸上に設置する工程と、前記ロータリジョイントが前記回転掘削部の回転中心と同軸上に設置された状態で、前記回転掘進部を回転する工程と、前記回転掘削部が停止している状態で、前記ロータリジョイントが前記回転掘削部の回転中心の位置から移動させる工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１２】
（４）また、本発明の第４の形態に係るシールド掘進機は、スキンプレートによって筒状に形成された本体部と、該本体部の掘進方向側の端部に設置された回転掘削部と、該回転掘進部と前記本体部とを回転自在に接続するロータリジョイントとを有するものであって、
前記ロータリジョイントのステータが、前記回転掘削部の回転中心を横切るように揺動自在に前記本体部に支持されたステータ支持手段に設置され、
前記回転掘削部が回転しているとき、前記回転掘削部の回転中心と前記ロータリジョイントのロータの中心軸が一致し、前記回転掘削部が停止しているとき、前記回転掘削部の回転中心から前記ロータリジョイントが偏位自在であることを特徴とするものである。
【００１３】
（５）また、本発明の第５の形態に係るシールド掘進機は、第４の形態に係るものにおいて、ロータリジョイントが、前記本体部分から前記回転掘削部に、空気圧又は液圧を供給する圧力供給機能、電気動力を供給する電気供給機能、又は電気信号を送受信する信号送受信機能の何れか一つ以上を具備することを特徴とするものである。
【００１４】
（６）また、本発明の第６の形態に係るシールド掘進機は、第４又は第５の形態に係るものにおいて、前記回転掘削部の回転中心に前記ロータリジョイントのロータの中心軸が一致する位置で、前記ステータ支持手段の揺動を固定するステータ中心固定手段、または前記回転掘削部の回転中心から前記ロータリジョイントが偏位した位置で、前記ステータ支持手段の揺動を固定するステータ偏心固定手段の一方または両方が、前記本体部に設置され、
さらに、前記回転掘削部が回転しているとき、前記ロータリジョイントのロータに前記回転掘削部の回転を伝達し、前記回転掘削部が停止しているとき、前記回転掘削部の回転中心から前記ロータリジョイントを偏位自在にするロータ回転手段が、前記回転掘削部に設置されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
（７）また、本発明の第７の形態に係るシールド掘進機は、第４乃至第６のいずれかの形態に係るものにおいて、前記回転掘削部にカッタビットが着脱自在に設置され、前記回転掘削部が停止しているとき、前記本体部から前記回転掘削部にカッタビットが装着されることを特徴とするものである。
【００１６】
（８）さらに、本発明の第８の実施形態に係るシールド掘進機の運転方法は、スキンプレートによって筒状に形成された本体部と、該本体部の掘進方向側の端部に設置された回転掘削部と、該回転掘進部と前記本体部とを回転自在に接続するロータリジョイントと、該ロータリジョイントのステータを前記回転掘削部の回転中心を横切るように揺動自在に支持するステータ支持手段とを有するものにおいて、
前記回転掘削部の回転が停止している状態で、前記ステータ支持手段を揺動して、前記ロータリジョイントの回転軸を前記回転掘削部の回転中心に一致させる工程と、
該回転掘削部の回転中心とロータリジョイントの回転軸とが一致した状態で、前記回転掘削部を回転する工程と、
前記回転掘削部の回転が停止している状態で、前記ステータ支持手段を揺動して、前記ロータリジョイントの回転軸を前記回転掘削部の回転中心から偏位させる工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
（９）本発明の第９の形態に係るロータリジョイントは、本体部と、該本体部の前端に設けられて回転しながら地山を掘削する回転掘削部とを有するシールド掘進機に取り付けられて、前記回転掘削部と前記本体部との間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントであって、前記回転掘削部が回転していない状態において前記本体部の内壁側へ移動できるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
（１０）また、本発明の第１０の形態に係るロータリジョイントは、本体部と、該本体部の前端に設けられて回転しながら地山を掘削する回転掘削部とを有するシールド掘進機に取り付けられて、前記回転掘削部と前記本体部との間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントであって、前記回転掘削部側に連結されるロータと、前記本体部側に支持されるステータと、該ステータを前記本体部側に支持するステータ支持手段と、を備え、該ステータ支持手段が、前記回転掘削部が回転していない状態において前記ステータを前記本体部の内壁側へ移動できるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
（１１）また、本発明の第１１の形態に係るロータリジョイントは、第１０の形態に係るものにおいて、ステータ支持手段が、一端側がロータリジョイントのステータ側に連結され、他端側が本体部側に取り付けた状態で掘進方向に垂直な平面内で回動可能になるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
（１２）また、本発明の第１２の形態に係るロータリジョイントは、第１０又は第１１の形態に係るものにおいて、一端側が回転掘削部側に連結可能に構成され、他端側がロータリジョイントのロータ側に着脱可能連結されて、前記回転掘削部の回転を前記ロータ側に伝達するロータ回転手段を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
（１３）また、本発明の第１３の形態に係るシールド掘進機は、第９乃至第１２の形態に係るいずれかのロータリジョイントを備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
（１４）また、本発明の第１４の形態に係るシールド掘進機の運転方法は、本体部と、該本体部の前端に設けられて回転しながら地山を掘削する回転掘削部と、該回転掘削部と前記本体部との間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントと、一端側が回転掘削部側に連結され、他端側が前記ロータリジョイントのロータ側に着脱可能連結されて前記回転掘削部の回転を前記ロータ側に伝達するロータ回転手段と、一端側が前記本体部側に回動可能に連結され、他端側が前記ロータリジョイントのステータ側に連結されて前記ステータを支持するステータ支持手段と、を備えてなるシールド掘進機の運転方法であって、
前記ステータ支持手段の前記一端側を基点として前記ロータリジョイントを回動させて該ロータリジョイントの回転軸を前記回転掘削部の回転中心に一致させる工程と、
該回転掘削部の回転中心と前記ロータリジョイントの回転軸とが一致した状態で、前記回転掘削部を回転する工程と、
前記回転掘削部の回転が停止している状態で、前記ステータ支持手段を回動させて前記ロータリジョイントを前記本体部の内壁側に移動させる工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
よって、本発明によれば、回転掘削部が停止しているとき、回転掘削部の回転中心の位置から移動させる、又は偏位させることができるから、本体部の前端近傍における作業スペースが確保される。従って、この空間において行う必要がある種々の作業、例えば、回転掘削部に装着されているカッタビットの交換（回転掘削部へのカッタビットの装着を含む）が容易、迅速又は能率的になるという顕著な効果を奏する。このことは、小さな作業空間を余儀なくされるシールド掘進機、特に小型のシールド掘進機において特に有益である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［実施の形態１］
（シールド掘進機）
図１〜図３は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機の前端部を示すものであって、図１は側面視の断面図、図２は正面図、図３は部分拡大図である。
図１〜図３において、シールド掘進機１００は、筒状の本体部１０と、本体部１０の前端（図中、左側）にあって地山を掘削して掘削坑を創成する回転掘削部２０と、回転掘削部２０を回転駆動するための回転駆動部３０と、本体部１０から回転掘削部２０に油圧を供給するためのロータリジョイント（以下「ＲＪ」と称する）４０と、ＲＪ４０の固定部４１（以下「ステータ４１」と称する）を支持するステータ支持手段５０と、ステータ支持手段５０の位置を固定するステータ固定手段６０と、ＲＪ４０の回転部４２（以下「ロータ４２」と称する）に回転掘削部２０の回転を伝達するロータ回転手段７０とを有している。
【００２５】
さらに、本体部１０から回転掘削部２０にカッタビットを装着するためのカッタビット交換手段８０、掘削された土砂を排出するためのスクリューコンベア９０と、セグメントを環状のセグメント筒状体に組み立てるためのエレクター装置（図示しない）と、セグメント筒状体を後方に押圧してその反力でもって本体部１０を掘進（前進に同じ）させるシールドジャッキ（図示しない）と、セグメント筒状体と掘削坑との隙間に裏込材を注入する裏込材注入手段（図示しない）等を有している。
【００２６】
（本体部）
本体部１０は、スキンプレート１１によって形成された筒状体であって、その一方の端部（以下「前端部」と称する）に、バルクヘッド１２が設置されて水密構造になっている。
バルクヘッド１２の中央に開口する中央開口部１３が設けられ、中央開口部１３の内縁に沿って、回転掘削部２０を回転自在かつ水密的に支持する回転掘削部支持機構１４が設置され、中央開口部１３から外周側に偏位したスキンプレート１１に近い位置に排土用開口部１５が設けられ、排土用開口部１５にそってスクリューコンベア９０の土砂取り込み口が設置されている。
【００２７】
（回転掘削部）
回転掘掘削部２０は、回転端部２１と回転円筒部２２と回転円錐部２３と回転基部２４と、回転円筒部２２に放射状に設置されたカッタスポーク２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ（以下、まとめて「カッタスポーク２５」と称する）と、カッタスポーク２５の間に設置された補助スポーク２８ａ、２８ｂ、２８ｃ（以下、まとめて「補助スポーク２８」と称する）とを有している。
【００２８】
カッタスポーク２５は、断面略矩形の箱体であって、前板（掘進方向側）に溝状のカッタビット装着溝８８が形成されている。カッタビット装着溝８８は前方で狭く、後方で広がった略凸宇状であって、内周側の端部から外周側の端部にわたって前長に形成されている。
【００２９】
カッタビット１は断面略凸字状であって、カッタビット１の幅の狭い中央突出部がカッタビット装着溝８８から前面に突出し、カッタビット１の幅の広い装着部がカッタビット装着溝８８の広がった奥部に収納されている。
そして、カッタビット装着溝８８に供給されたカッタビット１を移動不能に固定するためのカッタビット固定板２６が、カッタビット装着溝８８に配置され、カッタビット固定板２６を進退させるカッタビット固定シリンダ２７が設置されている。
したがって、カッタビット固定板２６を前進させると、カッタビット１は、その後面がカッタビット固定板２６に当接し、その装着部（正確には、幅の狭い中央突出部と幅の広い装着部との問の段差部）がカッタビット装着溝８８に押し付けられる。一方、カッタビット固定板２６を後退させると、カッタビット固定板２６はカッタビット１から離隔し、カッタビット１は、前記押し付けから開放される、カッタビット装着溝８８内を移動自在になる。
【００３０】
補助スポーク２８ａ、２８ｂ、２８ｃには、外周に向かって進退自在に設置されたコピーカッタ２と、コピーカッタ２を進退させるコピーカッタ進退シリンダ２９ａ、２９ｂ、２９ｃとが設置されている。すなわち、コピーカッタ２を進出させて掘進すれば、カッタビット１が掘削した掘削坑の内径（カッタスポーク２５の外周端部が描く円の直径に相当する）は僅かに拡大する。
さらに、回転端部２１の前面には、フッシュテールと呼ばれる回転カッタ３が設置されている。すなわち、回転中心を含む所定範囲は、回転カッタ３によって掘削されている。
また、回転カッタ３には複数の掘削ビット３０１が進出自在に埋め込まれ、摩耗した掘削ビット３０１については、油圧シリンダ３０２によって摩耗量に相当する量だけ前方に押し出されるから、回転カッタ３の掘削性能が維持される。このとき、油圧シリンダ３０２は、複数の掘削ビット３０１のうち摩耗した掘削ビット３０１の本体側に設置されるものであるから、当該押し出し作業をする掘削ビット３０１に限って設置するようにすればよく、全ての掘削ビット３０１の本体側に常時設置しておく必要はない。
【００３１】
（回転駆動部）
回転駆動部３０は、バルクヘッド１２に設置されたモータ３１および駆動ギア３２と、回転掘削部２０の回転基部２４に設置された従動ギア３３とを有し、小径の駆動ギア３２と大径の従動ギア３３とが噛み合って減速機構を形成し、回転掘削部２０の高トルク回転を実現している。
【００３２】
（ロータリジョイント）
ＲＪ４０は、円筒体からなるステータ４１と、ステータ４１の内周面に液密的に回転摺動する円柱体からなるロータ４２とを有する。そして、ステータ４１には、本体部１０内に設置された図示しない油圧供給手段からステータ４１に油圧を供給する本体側油圧配管４が接続され、ロータ４２には、ロータ４２から回転掘削部２０に油圧を供給する回転側油圧配管５が接続されている。なお、回転側油圧配管５は、各カッタスポーク２５のカッタビット固定シリンダ２７、各補助スポーク２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）ごとのコピーカッタ進退シリンダ２９（２９ａ、２９ｂ、２９ｃ）にそれぞれ接続されるものであるが、簡略化して図示している。
ＲＪ４０のステータ４１の内周面には、１条または複数条のリング状凹部（図示しない）が形成され、ＲＪ４０のロータ４２の外周面には、該リング状凹部に対応する位置に開口している油圧開口孔（図示しない）が形成され、該油圧開口孔に連通してロータ４２の端面に至る油圧経路（図示しない）が形成されている。したがって、ステータ４１に供給された油圧は、ロータ４２が回転している問も、リング状凹部を経由して連続してロータ４２に供給されることになる。
【００３３】
なお、ＲＪ４０の円筒体または円柱体の何れを、固定側（または低速回転側）あるいは回転側（または高速回転側）にするかは任意であるから、円筒体を本体部１０に配置した場合は、これがロータ４２に、円柱体を回転掘削部２０に配置した場合は、これがステータ４１となる。
さらに、ＲＪ４０は、ステータ４１の内周面またはロータ４２の外周面の一方に、１条または複数条のリング状電気接点が形成され、ステータ４１の内周面またはロータ４２の外周面の他方に該リング状接点に短絡して摺動する摺動接点が形成されたスリップリング機構を具備するものであってもよい。
【００３４】
（ステータ支持手段）
図４は、図３における矢視Ａ−Ａ断面図であり、本発明の実施形態に係るシールド掘進機のステータ支持手段、ステータ固定手段およびロータ回転手段を背面から見た状態を示す図である。
図４の（ａ）において、ステータ支持手段５０は、ＲＪ４０のステータ４１が設置されたロータリジョイント揺動腕５２（以下「ステータ支持レバー５２」と称する）と、ステータ支持レバー５２の一方の端部を揺動自在に支持する支持レバー支点５１と、後記する支持レバー固定用ピン６４が挿入される支持レバー固定用孔５３とを有している。
なお、支持レバー支点５１は、バルクヘッド１２に設置された（実質的にスキンプレート１１に設置されたに同じ）支点ピンと、ステータ支持レバー５２に設置された支点孔または支点軸受け（支点ピンに摺動自在）によって構成されているが、バルクヘッド１２に支点孔または支点軸受けを設置して、ステータ支持レバー５２に支点ピンを設置してもよい。
【００３５】
したがって、ステータ支持レバー５２は支持レバー支点５１を揺動中心として揺動自在であって、該揺動によって、ＲＪ４０の中心軸（ロータ４２およびステータ４１の中心軸に同じ）は、回転掘削部２０の回転中心に一致したり、該回転中心から偏位したりする。
なお、かかる揺動は、回転掘削部２０の回転中心に対して垂直な面内で実行される態様が示されているが、本発明はこれに限定するものではなく、揺動によってＲＪ４０の中心軸が回転掘削部２０の回転中心に一致する限り、回転掘削部２０の回転中心に対して垂直でない（傾斜した）面内で実行されてもよい。
【００３６】
（ステータ固定手段）
図４の（ａ）において、ステータ固定手段６０は、ステータ支持手段５０の後方側に配置されるものであって（図３参照）、ステータ固定レバー６２と、ステータ固定レバー６２の一方の端部を揺動自在に支持する固定レバー支点６１と、支持レバー固定用ピン６４が挿入される固定レバー固定用孔６３ａ、６３ｂ、６３ｃとを有している（図４（ａ）では、固定レバー固定用孔６３ｂに挿入しているが、後述のように図６では、６３ａや６３ｃにも挿入している）。
なお、固定レバー支点６１は、バルクヘッド１２に設置された（実質的にスキンプレート１に設置されたに同じ）支点ピンと、ステータ支持レバー５２に設置された支点孔または支軸受け（支点ビンに摺動自在）によって構成されているが、バルクヘッド１２に支点孔または点軸受けを設置して、ステータ固定レバー６２に支点ピンを設置してもよい。
【００３７】
そして、ステータ固定レバー６２は固定レバー支点６１を揺動中心として揺動自在であて、ステータ支持レバー５２が揺動する面に略平行する面内で揺動する。
また、ステータ支持レバー５２およびステータ固定レバー６２がそれぞれ揺動する問に、テータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、ステータ支持レパー５２の支持レバー固定用孔５３に一致するように配置されている。
【００３８】
さらに、ステータ支持レバー５２の支持レバー固定用孔５３とステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ｂとが一致したとき、ＲＪ４０の中心軸（ロータ４２およびステータ４１の中心軸に同じ）が回転掘削部２０の回転中心に一致するようになっている。
したがって、かかる状態において、ステータ支持レバー５２の支持レバー固定用孔５３とステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ｂとに支持レバー固定用ピン６４を挿入して、ステータ支持レバー５２とステータ固定レバー６２とを連結すれば、ＲＪ４０の中心軸は回転掘削部２０の回転中心に一致した状態に維持され、中心固定手段が形成されることになる（図４はかかる状態を示している）。
【００３９】
一方、ステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ａまたは６３ｃに、ステータ支持レバー５２の支持レバー固定用孔５３がそれぞれ一致したとき、ＲＪ４０は回転掘削部２０の回転中心から偏位するようになっている。
したがって、かかる状態において、ステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ａまたは６３ｃとステータ支持レバー５２の支持レバー固定用孔５３とに支持レバー固定用ピン６４挿入して、ステータ固定レバー６２とステータ支持レバー５２とを連結すれば、ＲＪ４０は回転掘削部２０の回転中心から偏位した状態に維持され、偏心固定手段が形成されることになる。
【００４０】
なお、ステータ固定レバー６２とステータ支持レバー５２とを連結すれ要領は前記したものに限定するものではなく、固定孔および固定用ピンに代えてネジ孔およびボルトを用いたり、ステータ固定レバー６２またはステータ支持レパー５２の一方に固定用孔を形成して、他方にあらかじめ固定用ピンを設置したり、一方に設けた被係止部（凸部または凹部等）に他方に設けた係止部（凹部または凸部）が係止するようにしたり、一方が他方を移動不能に把持するようにしたり、両者を移動不能に把持する把持手段を別途設けるようにしたりしてもよい。
【００４１】
（ロータ回転手段）
図４の（ａ）において、ロータ回転手段７０は、ステータ支持手段５０の前進側に配置されるものであって（図３参照）、ロータ回転レバー７２と、ロータ回転レバー７２の一方の端部を揺動自在に支持する回転レバー支点７１と、回転レパー固定用ピン７４が挿入される回転レバー固定用孔７３と、ＲＪ４０のロータ４２が貫通しているロータ案内溝７５とを有している。
回転レパー支点７１は、回転掘削部２０の回転円錐部２３に設置された支点ピンと、ロータ回転レバー７２に設置された支点孔または支点軸受け（支点ピンに摺動自在）によって構成されているが、回転円錐部２３に支点孔または支点軸受けを設置して、ロータ回転レバー７２に支点ピンを設置してもよい。
また、ロータ案内溝７５はロータ４２の外径に略等しい幅であって、ＲＪ４０の揺動範囲を規制している。
なお、ロータ４２におけるロータ案内溝７５との連結部は、該連結部がロータ案内溝７５内を摺動できるが回転は出来ないようになっている。つまり、ロータ７２における前記連結部の軸方向に直交する断面形状は円形ではなく、長丸状になっている。
【００４２】
そして、ロータ回転レバー７２は回転レバー支点７１を揺動中心として、ステータ支持レバー５２が揺動する面に略平行する面内で揺動自在である。
また、かかる揺動している間で、ＲＪ４０の中心軸が回転掘削部２０の回転中心に一致しているとき、ロータ４２に形成されたロータ固定用孔（図示しない）とロータ回転レバー７２の回転レバー固定用孔７３とが一致するように配置されている。
したがって、ロータ４２のロータ固定用孔とロータ回転レバー７２の回転レバー固定用孔７３とを一致させて、かかる両固定用孔に回転レパー固定用ピン７４を挿入して、ロータ回転レバー７２とロータ４２とを連結すれば、回転掘削部２０の回転がロータ４２に伝達されることになる。
【００４３】
なお、ロータ回転レバー７２とロータ４２とを連結する要領は前記したものに限定するものではなく、前述したステータ支持レバー５２とステータ固定レバー６２との連結要領に準じるため、説明を省略する。また、ロータ回転レバー７２に設置されたロータ案内溝７５の設置を省力してもよい。すなわち、ロータ回転レバー７２の回転レバー支点７１、あるいはロータ回転レバー７２またはロータ４２の一方または両方に、ロータ回転レバー７２の揺動を案内する手段（揺動範囲を規制する手段に同じ）を設けてもよい。
【００４４】
また、ステータ固定レバー６２やロータ回転レパー７２の構造も、前記したものに限定するものではなく、前者はステータ支持レバー５２の中心固定機能および偏心固定機能を、後者は回転伝達機能と回転遮断機能（ロータ回転レバー７２を揺動自在にする機能）を具備していればよい。
【００４５】
図４の（ｂ）において、ステータ固定レバー６２には固定レパー固定用孔６３ｂのみが設けられ、一方、バルクヘッド１２には固定レバー支点６１ａ、６１ｂ、６１ｃが設けられている。そして、ステータ固定レバー６２は、固定レバー支点６１ａ、６１ｂ、６１ｃの何れかの位置に着脱自在に支持され、固定レバー固定用孔６３ｂおよび支持レバー固定用孔５３とが一致する位置における支持レバー固定用ピン６４の両孔への挿入により位置決めされ、ステータ支持レバー５２と傾動自在に（回転掘進部２０の回転軸を中心として、２つのレバー６２、５２が時計の針のように相互に開閉自在に移動するように）連結される。
また、ＲＪ４０のロータ４１は３本のロータ回転レバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃによって、放射方向から支持されている。すなわち、回転掘削部２０の回転円錐部２３に、ロータ回転レバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃの一方の端部を着脱自在に連結するための回転レバー支点７１ａ、７１ｂ、７１ｃが設置され、ロータ４１には、ロータ回転レバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃの他方の端部を着脱自在に連結するための着脱手段が設置されている。
【００４６】
よって、ステータ固定レバー６２を固定レバー支点６１ｂの位置で支持すれば、ステータ４１の中心軸は回転掘削部の回転中心に一致し、ロータ回転レバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃでもって、ロータ４１を回転円錐部２３に連結すれば、回転掘削部２０の回転がロータ４２に伝達されることになる。
また、回転掘削部２０の回転を停止して、ロータ回転レバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃを撤去すれば、ステータ支持レパー５２およびステータ固定レバー６２がそれぞれ支持レパー支点５１および固定レバー支点６１ｂを中心として揺動する間に、ＲＪ４０を回転掘削部２０の回転中心から退避させることができる。このとき、ロータ回転レバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃは可撹性を具備してもよく、回転レバー支点７１ａ、７１ｂ、７１ｃの構造や、ロータ４１の前記着脱手段は限定されるものではない。
【００４７】
（カッタビット交換手段）
図５は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット交換手段を示す側面視の部分断面図である（尚、このカッタビット交換手段及び装置については、特許文献１により詳しく記載されている）。
図５において、回転円筒部２２には、各カッタスポーク２５ａ、２５ｂ…（図示しない）の位置に対応して、カッタビット１を挿通自在なカッタビット供給孔８７ａ、８７ｂ…（図示しない）（以下、まとめて「カッタビット供給孔８７」と称する）が形成されている。
【００４８】
また、回転円筒部２２の内部には、回転円筒部２２の内周面に水密的に摺動するカッタビット交換用内筒８１が設置され、カッタビット交換用内筒８１にカッタビット収容室８２が設置されている。
また、カッタビット交換用内筒８１の内側には、リングギア（内歯歯車、図中、断面を実線で、側面を破線で示している）８１１が形成され、一方、回転円筒部２２の内側には油圧モータ２０２が設置され、油圧モータ２０２の出力軸に固定されたピニオン（外歯歯車）２０１がリングギア８１１に係合している。すなわち、リングギア８１１と、ピニオン２２１と、油圧モータ２０２とによって内筒駆動装置８９が形成されている。
したがって、シールド掘進機１００が掘進している間は、油圧モータ２２２が停止しているから、カッタビット交換用内筒８１と回転内筒部２２（回転掘削部２０に同じ）とは一体的に回転する。他方、掘削を停止している場合、必要に応じて、カッタビット交換用内筒８１の内側に設けられたリングギア８１１を、これに係合するピニオン２０１を油圧モータ２２２で駆動することにより回転させる。これにより、カッタビット交換用内筒８１は止まっている回転内筒部２２に対して摺動する。
【００４９】
カッタビット収容室８２の後面側にはカッタビット１を掘進方向に向かって収納するための収納用開口部８３が設けられ、収納用開口部８３にはこれを水密的に封鎖する開閉扉８４が設けられている。また、カッタビット収容室８２の外周側にカッタビット１を外周方向に向かって押し出すための押出用開口部８５（図３参照）が設けられている。さらに、カッタビット収容室８２の内周側には、カッタビット１を外周方向に向かって押し出すためのカッタビット押出シリンダ８６が設置されている。
したがって、以下の要領で、シールド掘進機１００の掘進を中断して、回転掘削部２０の回転を停止すれば、本体部１０から回転掘削部２０に新品カッタビット１を装着することが可能になる。
【００５０】
（シールト掘進機の運転方法）
（ｉ）カッタビット交換用内筒８１を回転して、押出用開口部８５を新品カッタビット１（説明の便宜上「新品カッタビット１ｎ」と称する）を装着しようとするカッタスポーク２５の位置に合わせる。このとき、たとえば、カッタスポーク２５ａについて、カッタビット収容室８２の押出用開口部８５と回転円筒部２２のカッタビット供給孔８７ａとカッタスポーク２５ａのカッタビット装着溝８８ａとは一直線状に連通している。
（ｉｉ）そして、カッタビット固定シリンダ２７を縮めて、カッタビット固定板２６を後退させる。
【００５１】
（ｉｉｉ）そうすると、カッタスポーク２５のカッタビット装着溝８８に装着されていたカッタビット１（説明の便宜上「カッタビット１ａ」と称し、最も内周に配置されたものを破線で示す）は移動自在になるから、カッタビット押出シリンダ８６を伸ばして、あらかじめカッタビット収容室８２に収容されていた新品カッタビット１ｎを、押出用開口部８５を通過させて、カッタビット装着溝８８内に押し出す。このとき、カッタビット装着溝８８の最も外周側に配置されていたカッタビット１ａはカッタビット装着溝８８（カッタスポーク２５に同じ）から外れて、地中に押し出されることになる。
（ｉｖ）そこで、カッタビット固定シリンダ２７を伸ばして、カッタビット固定板２６を前進させると、カッタスポーク２５に装着された全てのカッタビット１（新品カッタビット１ｎおよびカッタビット１ａ）は固定され、掘削自在な状態になる。
この間、新品カッタビット１ｎを装着しようとするカッタスポーク２５以外のカッタスポーク２５（たとえば、カッタスポーク２５ｂ、２５ｃ、・・・）においては、カッタビット供給孔８７（たとえば、カッタビット供給孔８７ｂ、８７ｃ、・・・）がカッタビット交換用内筒８１によって水密的に封鎖されているから、本体部１０に水等が浸入することがない。
【００５２】
（ｖ）次に、カッタビット押出シリンダ８６を縮めて、カッタビット交換用内筒８１を僅かに回転すれば、全てのカッタビット供給孔８７がカッタビット交換用内筒８１によって水密的に封鎖される。
（ｖｉ）そこで、開閉扉８４を開けて、別の新品カッタビット１ｎを、収納用開口部８３を経由してカッタビット収容室８２に収納し、開閉扉８４を閉めてカッタビット収容室８２を水密的に封鎖する。
（ｖｉｉ）さらに、カッタビット交換用内筒８１を回転して、次に新品カッタビット１ｎを装着しようとするカッタスポーク２５（たとえば、カッタスポーク２５ｂ）の位置に、押出用開口部８５を合わせ、前記工程を実施すれば、カッタスポーク２５においても、新品カッタビットを装着することができる。
【００５３】
（カッタビット交換時のロータリジョイントの位置）
図６は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機のロータリジョイントの揺動を説明する部分背面図である。
【００５４】
図６の（ａ）は、カッタスポーク２５ａについてカッタビットを交換する場合を示している。すなわち、回転掘削部２０を回転して、カッタスポーク２５ａが鉛直下方を向く位置（いわゆる約６時の位置）で回転を停止する。そして、カッタビット交換用内筒８１を回転して、押出用開口部８５をカッタスポーク２５ａの近くにまでもってくる。
このとき、回転円筒部２２のカッタビット供給孔８７とカッタビット交換用内筒８１の押出用開口部８５とは重なっていない。すなわち、回転円筒部２２がカッタビット供給孔８７を水密的に閉塞しているから、カッタビット収容室８２の水密性が維持されている。そして、回転レバー固定用ピン７４が撤去されているから、ロータ回転レバー７２の回転レバー支点７１は左側略水平位置（いわゆる約９時３０分の位置）にあって、ロータ回転レバー７２は略水平の姿勢になるまで揺動している。
【００５５】
また、支持レバー固定用ピン６４は、ステータ支待レバー５２の支持レバー固定用孔５３とステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ｂから撤去され、ステータ４１は、図中、右方向に揺動されている。そして、ステータ支持レバー５２の支持レバー固定用孔５３ａとステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ａとが一致した位置で、かかる固定用孔５３ａ、６３ａに支持レバー固定用ピン６４が挿入され、揺動が固定されている。
したがって、ＲＪ４０は、回転掘削部２０の回転中心から離れ（いわゆる約９時の位置にあるに同じ）、ステータ支特レバー５２およびロータ回転レバー７２が、回転掘削部２０の上方に退避している。よって、カッタビット収容室８２に新品カッタビット１を収容するための作業スペースが確保されている。
【００５６】
図６の（ｂ）は、鉛直下方に向かうカッタスポーク２５ｂについてカッタビットを交換する場合を示している。すなわち、回転掘削部２０を回転して、カッタスポーク２５ｂが鉛直下方を向く位置（いわゆる約６時の位置）で回転を停止する。そして、カッタビット交換用内筒８１を回転して、押出用開口部８５をカッタスポーク２５ｂの近くにまでもってくる。このとき、ロータ回転レバー７２の回転レバー支点７１は下方近く（いわゆる約７時の位置）にあって、回転レバー固定用ピン７４が撤去されているから、ロータ回転レバー７２は揺動自在である。そして、以下に説明するステータ４１の揺動によって、略鉛直に起立している。
【００５７】
すなわち、支持レバー固定用ピン６４が、ステータ支持レバー５２の支持レバー固定用孔５３とステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ｂから撤去されて、ステータ４１は、図中、左方向に揺動されている。そして、支持レバー固定用孔５３ｃと固定レバー固定用孔６３ｃとが一致した位置で、かかる固定用孔５３ｃ、６３ｃに支持レバー固定用ピン６４が挿入され、揺動が固定されている。
したがって、ＲＪ４０は、回転掘削部２０の回転中心から離れ（いわゆる約９時の位置にあるに同じ）、ステータ支持レバー５２およびロータ回転レバー７２が、回転掘削部２０の左側に退避している。よって、カッタビット収容室８２に新品カッタビット１を収容するための作業スベースが確保されている。
【００５８】
図６の（ｃ）は、鉛直下方に向かうカッタスポーク２５ｃについてカッタビットを交換する場合を示している。すなわち、前述と同様に、カッタスポーク２５ｃおよびカッタビット交換用内筒８１が略鉛直下方の位置（いわゆる約６時の位置）で、ロータ回転レバー７２の回転レバー支点７１は下方近く（いわゆる約５時の位置）にあって、回転レバー固定用ピン７４が撤去されているから、ロータ回転レバー７２は、ステータ４１の揺動によって略鉛直に起立している。
また、ステータ支持レバー５２は、図中、右方向に揺動されて、支持レバー固定用ピン６４によって揺動が固定されている。
したがって、ＲＪ４０は、回転掘削部２０の回転中心から離れ（いわゆる約３時の位置にあるに同じ）、ステータ支持レバー５２およびロータ回転レバー７２が、回転掘削部２０の右側に退避している。よって、カッタビット収容室８２に新品カッタビット１を収容するための作業スペースが確保されている。
【００５９】
図６の（ｄ）は、鉛直下方に向かうカッタスポーク２５ｄについてカッタビットを交換する場合を示している。すなわち、前述と同様に、カッタスポーク２５ｄおよびカッタビット交換用内筒８１が略鉛直下方の位置（いわゆる約６時の位置）で、ロータ回転レバー７２の回転レバー支点７１は右側略水平位置（いわゆる約２時３０分の位置）にあって、回転レバー固定用ピン７４が撤去されているから、ロータ回転レパー７２は、ステータ４１の揺動によって略水平に倒れている。
また、ステータ支持レバー５２は、図中、左方向に揺動されて、支持レバー固定用ビン６４によって揺動が固定されている。
したがって、ＲＪ４０は、回転掘削部２０の回転中心から離れ（いわゆる約９時の位置にあるに同じ）、ステータ支持レバー５２およびロータ回転レバー７２が、回転掘削部２０の上側に退避している。よって、カッタビット収容室８２に新品カッタビット１を収容するための作業スペースが確保されている。
【００６０】
以上、本発明のロータリジョイント揺動腕５２（図４の（ａ））について、カッタビット１を交換する作業を例に作業スベースが確保されることを説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、回転掘削部２０の内部におけるその他の作業に際しても作業スペースが確保されることは明らかである。
【００６１】
［実施の形態２］
図７は本発明の実施の形態２に係るロータリジョイント１０１および該ロータリジョイント１０１を取り付けたシールド掘進機の前端部の説明図である。図７において実施の形態１に示したものと同一または相当部分には同一の符号を付してある。
本実施の形態に係るロータリジョイント１０１は、ステータ１０３、ロータ１０５、ロータ１０５に回転掘削部２０の回転を伝達することによってロータ１０５を回転させるロータ回転手段１０７、ステータ１０３を本体部１０側に揺動可能に支持するステータ支持手段１２１、ステータ支持手段１２１の揺動を止めると共にステータ１０３を所定の位置に固定するステータ固定手段１２９、を備えている。
ステータ１０３およびロータ１０５の構成については実施の形態１で説明したものと同様である。以下においては本実施の形態の特徴である他の構成について詳細に説明する。
【００６２】
１．ロータ回転手段
図８は図７の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。以下、図７、図８に基づいてロータ回転手段１０７の詳細を説明する。
ロータ回転手段１０７は一端部が回転掘削部２０側に回動可能に連結され、他端部がロータ１０５に着脱可能に連結される回転伝達軸からなる。
ロータ回転手段１０７の一端部は、図８に示されるように、円形の膨出部となっており、その中央部に回動のための孔１１０が設けられ、また周縁部には４つのボルト孔が設けられている。そして、鉛直方向を時計の６時としたときに周縁部において４時と８時の位置には前記周縁部から外方に突出する突出部が形成され、この突出部にボルト孔１１１ａ、１１１ｂが設けられている。
【００６３】
ロータ回転手段１０９の一端部は、回転掘削部２０側に設けられた固定板１１３に挟まれるようにして４本のボルト１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄによって固定板１１３に固定されている。また、孔１１０には回動軸１１７が挿入され、ロータ回転手段１０９は掘進方向に直交する面内で回動できるようになっている。
ロータ回転手段１０９の他端部は複数のボルト１１９によってロータ１０５に着脱可能に連結されている。
【００６４】
上記のように構成されたロータ回転手段１０９は、図８の実線で示す状態において、回転掘削部２０が回転することにより、ロータ回転手段１０９が回転掘削部２０の回転をロータ１０５に伝達し、ロータ１０５が回転掘削部２０と共に回転する。
【００６５】
カッタビットの交換の際などの場合には、ボルト１１９を外して、ロータ回転手段１０９とロータ１０５の連結を切り離す。そして、ボルト１１５を外してロータ回転手段１０９を回動軸１１７を中心に図８の一点鎖線で示す状態まで回動させる。この状態でボルト孔１１１ａにボルト１２０を挿入して固定板１１３に固定する。このように、ロータ回転手段１０９を一点鎖線で示す状態にすることで、カッタビット交換のための作業スペースを確保することができる。
【００６６】
２．ステータ支持手段
図９は図７の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。以下、図７、図９に基づいてステータ支持手段１２１の詳細を説明する。
ステータ支持手段１２１は、軸部材からなり、その一端部がシールド掘進機の本体部１０側に回動軸１２５を介して掘進方向に直交する面内で回動できるように連結され、他端部が複数のボルト１２７によってステータ１０３に着脱可能に連結されている。
【００６７】
３．ステータ固定手段
ステータ固定手段１２９は、ステータ支持手段１２１の軸中央部から両側（掘進方向に直交する方向）に延出する第１リンク部材１３１ａ、１３１ｂと、ステータ支持手段１２１を挟んでその両側（掘進方向に直交する方向）に設けられ、一端側がシールド掘進機の本体部１０側に固定されて他端側が鉛直下方に延びる第２リンク部材１３３ａ、１３３ｂと、第１リンク部材１３１ａと第２リンク部材１３３ａを連結する第３リンク部材１３５とから構成されている。
【００６８】
図９に示す状態は、ロータリジョイント１０１のロータの中心軸と回転掘削部２０の回転中心が一致した状態を示しており、この状態で回転掘削部２０を回転させることができる。
なお、図９の一点鎖線で示した状態は、ステータ支持手段１２３を回動軸１２５回りに回動させて、ロータリジョイント１０１を本体部１０の内壁側に移動させた状態を示している。
【００６９】
図９における実線で示した状態から一点鎖線で示した状態にする手順は以下のようにする。第３リンク部材１３５と第１リンク部材１３１ａの連結および第３リンク部材１３５と第２リンク部材１３３ａの連結を外して、ステータ支持手段１２３を、回動軸１２５を中心に回動させ、第１リンク部材１３１ｂの端部と第２リンク部材１３３ｂを連結する。
このようにすることで、ロータリジョイントを本体部１０の内壁側に移動させた状態で保持でき、カッタビットの交換のための作業スペースを確保できる。
【００７０】
次に、上記のように構成された本実施の形態のロータリジョイント１０１を搭載したシールド掘進機について、カッタビット交換時においてロータリジョイント１０１を移動する動作について説明する。
図７および図８、図９の実線で示した状態では、ロータリジョイント１０１のロータの中心軸と回転掘削部２０の回転中心が一致しており、この状態で回転掘削部２０を回転させることができる。したがって、この状態で地山の掘削を行うことができる。
【００７１】
次に、カッタビット交換時においては、ボルト１１９を外して、ロータ回転手段１０９とロータ１０５の連結を切り離す。さらに、ボルト１１５を外してロータ回転手段１０９を回動軸１１７を中心に図８の一点鎖線で示す状態まで回動させる。この状態でボルト孔１１１ａにボルトを挿入して固定板１１３に固定する。
次に、ステータ固定手段２３における第３リンク部材１３５と第１リンク部材１３１ａの連結および第３リンク部材１３５と第２リンク部材１３３ａの連結を外す。これによって、ステータ支持手段１２３は回動可能となる。そこで、ステータ支持手段１２３を、回動軸１２５回りに回動させ、第１リンク部材１３１ｂの端部と第２リンク部材１３３ｂを連結する。
これによって、ロータリジョイント１０１を本体部１０の内壁側に移動させた状態で保持でき、カッタビットの交換のための作業スペースを確保できる。
【００７２】
このとき、ロータリジョイント１０１、ロータ回転手段１０７、ステータ支持手段１２３およびステータ固定手段１２９のすべてが本体部１０の内壁側に配置され、本体部１０の中央部には広い空間が確保されるので、カッタビット交換等の作業効率を大幅に向上させることができる。
【００７３】
カッタビット交換等の作業が終了したら、上記と逆の手順によって、図７および図８、図９の実線で示した状態、すなわちロータリジョイント１０１のロータの中心軸と回転掘削部２０の回転中心が一致する状態にもどす。この状態で、回転掘削部２０を回転させて地山の掘削を行う。
【００７４】
なお、上記の実施の形態においては、ロータ回転手段１０７およびステータ支持手段１２３を図中反時計回りに回動させて本体部１０の内壁側に移動させる例を示したが、ロータ回転手段１０７およびステータ支持手段１２３を時計回りに回動させて本体部１０の内壁側に移動させることもできる。この場合においては、ロータ回転手段１０７に関しては、ロータ回転手段１０７を時計回りに回動させてボルト孔１１１ｂにボルトを挿入して固定板１１３に固定すればよい。また、ステータ支持手段１２３に関しては、第３リンク部材１３５を取外し、第１リンク部材１３１ａと第２リンク部材１３３ａを連結すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように本発明によれば、回転掘削部の内部に作業スペースを確保することができるため、当該位置における作業、特に、カッタビットを交換するための作業が、容易かつ迅速になるから、本体部と回転掘削部との間で油圧や電気信号等の受け渡しがある各種シールド掘進機およびその運転方法として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の前端部を示す側面視の断面図。
【図２】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の前端部を示す正面図。
【図３】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の前端部を示す部分拡大図。
【図４】図３の矢視Ａ−Ａ断面図であり、本発明の実施形態に係るシールド掘進機のステータ支持手段、ステータ固定手段およびロータ回転手段を背面から見た状態を示す図。
【図５】本発明の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット交換手段を示す側面視の部分断面図。
【図６】本発明の実施形態に係るシールド掘進機のロータリジョイントの揺動を説明する部分背面図。
【図７】本発明の実施の形態２に係るロータリジョイントおよび該ロータリジョイントを取り付けたシールド掘進機の前端部の説明図。
【図８】図７の矢視Ｂ−Ｂ断面図。
【図９】図７の矢視Ｃ−Ｃ断面図。
【符号の説明】
【００７７】
１ カッタビット
２ コピーカッタ
３ 回転カッタ
４ 本体側油圧配管
５ 回転側油圧配管
１０ 本体部
１１ スキンプレート
１２ バルクヘッド
１３ 中央開口部
１４ 回転掘削部支持機構
１５ 排土用開口部
２０ 回転掘削部
２１ 回転端部
２２ 回転円筒部
２３ 回転円錐部
２４ 回転基部
２５ カッタスポーク
２６ カッタビット固定板
２７ カッタビット固定シリンダ
２８ 補助スポーク
２９ コビーカッタ進退シリンダ
３０ 回転駆動部
３１ モータ
３２ 駆動ギア
３３ 従動ギア
４０ ロータリジョイント（ＲＪ）
４１ ステータ
４２ ロータ
５０ ステータ支持手段
５１ 支持レバー支点
５２ ステータ固定レバー（ロータリジョイント揺動腕）
５３ 支持レバー固定用孔
６０ ステータ固定手段
６１ 固定レパー支点
６２ ステータ固定レバー
６３ 固定レバー固定用孔
６４ 支持レバー固定用ピン
７０ ロータ回転手段
７１ 回転レバー支点
７２ ロータ回転レバー
７３ 回転レバー固定用孔
７４ 回転レバー固定用ピン
７５ ロータ案内溝
８０ カッタビット交換手段
８１ カッタビット交換用内筒
８２ カッタビット収容室
８３ 収納用開口部
８４ 開閉扉
８５ 押出用開口部
８６ カッタビット押出シリンダ
８７ カッタビット供給孔
８８ カッタビット装着溝
８９ 内筒駆動装置
９０ スクリューコンベア
１００ シールド掘進機
１０１ ロータリジョイント
１０３ ステータ
１０５ ロータ
１０７ ロータ回転手段
１２１ ステータ支持手段
１２９ ステータ固定手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中にトンネルや下水道等（以下「掘削坑」と総称する）を構築する際に使用されるシールド掘進機これに用いるロータリジョイントおよびシールド掘進機の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド掘進機は、地山（地盤に同じ）を掘削して掘削坑を創成する回転掘削部と、回転掘削部が設置された筒状の本体部と、本体部の後端に延設された筒状のテール部と、円弧状のセグメント部材を筒状のセグメント筒状体に組み立てるセグメント組立手段（セグメントエレクタまたはエレクター装置に同じ）と、組み立てられたセグメント筒状体を後方に向かって押し、その反力によって本体部を前進させる押出手段（シールドジャッキに同じ）と、セグメント筒状体とテール部との隙問をシールするテールシール手段と、セグメント筒状体と掘削坑との隙間に裏込材を注入する裏込材注入手段と、掘削した土砂を機外に排出する排土手段とを有している。
【０００３】
回転掘削部は、本体部に回転自在に支侍されたセンタシャフトと、センタシャフトに放射状に配置されたカッタスポークと、カッタスポークの前面に設置されたカッタビットと、カッタスポークに設置されその外周に向かって進退自在なコピーカッタと、カッタスポークに設置されコピーカッタを進退させる油圧シリンダとを有している。
そして、かかる油圧シリンダに油圧を供給するために、本体部にロータリジョイントの固定部（以下「ステータ」と称する）が設置され、センタシャフトの本体部側の端部にロータリジョイントの回転部（以下「ロータ」と称する）が設置されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
近年、シールドトンネルの長距離化に伴い、掘進工事の途中で一時掘進を中断して、摩耗ないし破損したカッタビットを新品のカッタビットに交換したいという要請がある。かかる要請に対応して、発明者等は既に、低コストで迅速かつ容易にカッタビットを交換することができるカッタビット交換手段およびカッタビット交換方法の開発に成功し、これを開示している。
【０００５】
かかるカッタビット交換手段は、カッタスポークが設置されている筒状回転体（センタシャフトに相当する）と、筒状回転体の内周面に摺動するカッタビット収納室と、カッタビット収納室に収納された新品カッタビットをカッタスポークに押し出すカッタビット押出手段とを有している。したがって、シールド掘進機の前方に作業用の立坑等を構築する必要がなく、掘進を一時中断するだけで、シールド掘進機の本体部から新品カッタビットをカッタスポークに装着することができるという顕著な効果を奏するものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平７-２２２４５９６号公報（３〜４頁、図１）
【特許文献２】特開２００３−２３２１９２号公報（６〜７頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献２に開示された発明は、装着された新品カッタビットをカッタスポークに固定するために油圧シリンダを用いている。該油圧シリンダは掘進中（カッタスポークが回転している問に同じ）においてもカッタビットを押圧し続けるものであるから、筒状回転体には本体部からロータリジョイントを介して油圧が常時供給されている。
このとき、筒状回転体の回転中心とロータリジョイントの中心軸とは一致するものであるところ、筒状回転体は、その内部に設置されたカッタビット収納室に新品カッタビットを収納する必要から、本体部側が広く開口しているため、特許文献１に開示されたセンタシャフトのような、ロータリジョイントのロータを設置するのに好適な端部が存在しない。すなわち、ロータリジョイントを設置するためには、本体部にステータを支持するステータ支侍手段を設置すると共に、回転掘削部にロータを支持しかつロータに回転を伝達するロータ支持手段を設置する必要がある。
このため、かかるステータ支持手段およびロータ支持手段が、カッタビット収納室に新品カッタビットを収納する際の障害物となって、作業を複雑にしたり、作業能率を低下させたりするおそれがあった。尤も、これらは、ロータリジョイントを備える各種シールド掘進機において改善が望まれる共通の課題であり、発明者等が開発に成功したカッタビット交換手段を備えるシールド掘進機やその運転方法に限られるものではない。
【０００８】
本発明は、上記の問題や課題を解決するためになされたものであり、ロータリジョイントの位置を容易に変更することができるシールド掘進機これに用いるロータリジョイントおよびシールド掘進機の運転方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の第１の形態に係るシールド掘進機は、本体部と、該本体部の前端に設置されて回転しながら地山を掘削する回転掘削部と、該回転掘削部と前記本体部と間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントとを有するものであって、
前記回転掘削部が停止しているとき、前記ロータリジョイントが前記回転掘削部の回転中心の位置から移動可能であることを特徴とするものである。
【００１０】
（２）また、本発明の第２の形態に係るロータリジョイントは、本体部と、該本体部の前端に設置されて回転しながら地山を掘削する回転掘削部とを有するシールド掘進機に取り付けられ、前記本体部と前記回転掘削部との間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うものであって、
前記回転掘削部が停止しているとき、前記回転掘削部の回転中心の位置から移動できるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
（３）また、本発明の第３の形態に係るシールド掘進機の運転方法は、本体部と、該本体部の前端に設置されて回転しながら地山を掘削する回転掘削部と、該回転掘削部と前記本体部と間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントとを有するシールド掘進機の運転方法であって、
前記ロータリジョイントを前記回転掘削部の回転中心と同軸上に設置する工程と、前記ロータリジョイントが前記回転掘削部の回転中心と同軸上に設置された状態で、前記回転掘進部を回転する工程と、前記回転掘削部が停止している状態で、前記ロータリジョイントが前記回転掘削部の回転中心の位置から移動させる工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１２】
（４）また、本発明の第４の形態に係るシールド掘進機は、スキンプレートによって筒状に形成された本体部と、該本体部の掘進方向側の端部に設置された回転掘削部と、該回転掘進部と前記本体部とを回転自在に接続するロータリジョイントとを有するものであって、
前記ロータリジョイントのステータが、前記回転掘削部の回転中心を横切るように揺動自在に前記本体部に支持されたステータ支持手段に設置され、
前記回転掘削部が回転しているとき、前記回転掘削部の回転中心と前記ロータリジョイントのロータの中心軸が一致し、前記回転掘削部が停止しているとき、前記回転掘削部の回転中心から前記ロータリジョイントが偏位自在であることを特徴とするものである。
【００１３】
（５）また、本発明の第５の形態に係るシールド掘進機は、第４の形態に係るものにおいて、ロータリジョイントが、前記本体部分から前記回転掘削部に、空気圧又は液圧を供給する圧力供給機能、電気動力を供給する電気供給機能、又は電気信号を送受信する信号送受信機能の何れか一つ以上を具備することを特徴とするものである。
【００１４】
（６）また、本発明の第６の形態に係るシールド掘進機は、第４又は第５の形態に係るものにおいて、前記回転掘削部の回転中心に前記ロータリジョイントのロータの中心軸が一致する位置で、前記ステータ支持手段の揺動を固定するステータ中心固定手段、または前記回転掘削部の回転中心から前記ロータリジョイントが偏位した位置で、前記ステータ支持手段の揺動を固定するステータ偏心固定手段の一方または両方が、前記本体部に設置され、
さらに、前記回転掘削部が回転しているとき、前記ロータリジョイントのロータに前記回転掘削部の回転を伝達し、前記回転掘削部が停止しているとき、前記回転掘削部の回転中心から前記ロータリジョイントを偏位自在にするロータ回転手段が、前記回転掘削部に設置されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
（７）また、本発明の第７の形態に係るシールド掘進機は、第４乃至第６のいずれかの形態に係るものにおいて、前記回転掘削部にカッタビットが着脱自在に設置され、前記回転掘削部が停止しているとき、前記本体部から前記回転掘削部にカッタビットが装着されることを特徴とするものである。
【００１６】
（８）さらに、本発明の第８の実施形態に係るシールド掘進機の運転方法は、スキンプレートによって筒状に形成された本体部と、該本体部の掘進方向側の端部に設置された回転掘削部と、該回転掘進部と前記本体部とを回転自在に接続するロータリジョイントと、該ロータリジョイントのステータを前記回転掘削部の回転中心を横切るように揺動自在に支持するステータ支持手段とを有するものにおいて、
前記回転掘削部の回転が停止している状態で、前記ステータ支持手段を揺動して、前記ロータリジョイントの回転軸を前記回転掘削部の回転中心に一致させる工程と、
該回転掘削部の回転中心とロータリジョイントの回転軸とが一致した状態で、前記回転掘削部を回転する工程と、
前記回転掘削部の回転が停止している状態で、前記ステータ支持手段を揺動して、前記ロータリジョイントの回転軸を前記回転掘削部の回転中心から偏位させる工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
（９）本発明の第９の形態に係るロータリジョイントは、本体部と、該本体部の前端に設けられて回転しながら地山を掘削する回転掘削部とを有するシールド掘進機に取り付けられて、前記回転掘削部と前記本体部との間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントであって、前記回転掘削部が回転していない状態において前記本体部の内壁側へ移動できるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
（１０）また、本発明の第１０の形態に係るロータリジョイントは、本体部と、該本体部の前端に設けられて回転しながら地山を掘削する回転掘削部とを有するシールド掘進機に取り付けられて、前記回転掘削部と前記本体部との間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントであって、前記回転掘削部側に連結されるロータと、前記本体部側に支持されるステータと、該ステータを前記本体部側に支持するステータ支持手段と、を備え、該ステータ支持手段が、前記回転掘削部が回転していない状態において前記ステータを前記本体部の内壁側へ移動できるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
（１１）また、本発明の第１１の形態に係るロータリジョイントは、第１０の形態に係るものにおいて、ステータ支持手段が、一端側がロータリジョイントのステータ側に連結され、他端側が本体部側に取り付けた状態で掘進方向に垂直な平面内で回動可能になるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
（１２）また、本発明の第１２の形態に係るロータリジョイントは、第１０又は第１１の形態に係るものにおいて、一端側が回転掘削部側に連結可能に構成され、他端側がロータリジョイントのロータ側に着脱可能連結されて、前記回転掘削部の回転を前記ロータ側に伝達するロータ回転手段を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
（１３）また、本発明の第１３の形態に係るシールド掘進機は、第９乃至第１２の形態に係るいずれかのロータリジョイントを備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
（１４）また、本発明の第１４の形態に係るシールド掘進機の運転方法は、本体部と、該本体部の前端に設けられて回転しながら地山を掘削する回転掘削部と、該回転掘削部と前記本体部との間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントと、一端側が回転掘削部側に連結され、他端側が前記ロータリジョイントのロータ側に着脱可能連結されて前記回転掘削部の回転を前記ロータ側に伝達するロータ回転手段と、一端側が前記本体部側に回動可能に連結され、他端側が前記ロータリジョイントのステータ側に連結されて前記ステータを支持するステータ支持手段と、を備えてなるシールド掘進機の運転方法であって、
前記ステータ支持手段の前記一端側を基点として前記ロータリジョイントを回動させて該ロータリジョイントの回転軸を前記回転掘削部の回転中心に一致させる工程と、
該回転掘削部の回転中心と前記ロータリジョイントの回転軸とが一致した状態で、前記回転掘削部を回転する工程と、
前記回転掘削部の回転が停止している状態で、前記ステータ支持手段を回動させて前記ロータリジョイントを前記本体部の内壁側に移動させる工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
よって、本発明によれば、回転掘削部が停止しているとき、回転掘削部の回転中心の位置から移動させる、又は偏位させることができるから、本体部の前端近傍における作業スペースが確保される。従って、この空間において行う必要がある種々の作業、例えば、回転掘削部に装着されているカッタビットの交換（回転掘削部へのカッタビットの装着を含む）が容易、迅速又は能率的になるという顕著な効果を奏する。このことは、小さな作業空間を余儀なくされるシールド掘進機、特に小型のシールド掘進機において特に有益である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［実施の形態１］
（シールド掘進機）
図１〜図３は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機の前端部を示すものであって、図１は側面視の断面図、図２は正面図、図３は部分拡大図である。
図１〜図３において、シールド掘進機１００は、筒状の本体部１０と、本体部１０の前端（図中、左側）にあって地山を掘削して掘削坑を創成する回転掘削部２０と、回転掘削部２０を回転駆動するための回転駆動部３０と、本体部１０から回転掘削部２０に油圧を供給するためのロータリジョイント（以下「ＲＪ」と称する）４０と、ＲＪ４０の固定部４１（以下「ステータ４１」と称する）を支持するステータ支持手段５０と、ステータ支持手段５０の位置を固定するステータ固定手段６０と、ＲＪ４０の回転部４２（以下「ロータ４２」と称する）に回転掘削部２０の回転を伝達するロータ回転手段７０とを有している。
【００２５】
さらに、本体部１０から回転掘削部２０にカッタビットを装着するためのカッタビット交換手段８０、掘削された土砂を排出するためのスクリューコンベア９０と、セグメントを環状のセグメント筒状体に組み立てるためのエレクター装置（図示しない）と、セグメント筒状体を後方に押圧してその反力でもって本体部１０を掘進（前進に同じ）させるシールドジャッキ（図示しない）と、セグメント筒状体と掘削坑との隙間に裏込材を注入する裏込材注入手段（図示しない）等を有している。
【００２６】
（本体部）
本体部１０は、スキンプレート１１によって形成された筒状体であって、その一方の端部（以下「前端部」と称する）に、バルクヘッド１２が設置されて水密構造になっている。
バルクヘッド１２の中央に開口する中央開口部１３が設けられ、中央開口部１３の内縁に沿って、回転掘削部２０を回転自在かつ水密的に支持する回転掘削部支持機構１４が設置され、中央開口部１３から外周側に偏位したスキンプレート１１に近い位置に排土用開口部１５が設けられ、排土用開口部１５にそってスクリューコンベア９０の土砂取り込み口が設置されている。
【００２７】
（回転掘削部）
回転掘掘削部２０は、回転端部２１と回転円筒部２２と回転円錐部２３と回転基部２４と、回転円筒部２２に放射状に設置されたカッタスポーク２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ（以下、まとめて「カッタスポーク２５」と称する）と、カッタスポーク２５の間に設置された補助スポーク２８ａ、２８ｂ、２８ｃ（以下、まとめて「補助スポーク２８」と称する）とを有している。
【００２８】
カッタスポーク２５は、断面略矩形の箱体であって、前板（掘進方向側）に溝状のカッタビット装着溝８８が形成されている。カッタビット装着溝８８は前方で狭く、後方で広がった略凸宇状であって、内周側の端部から外周側の端部にわたって前長に形成されている。
【００２９】
カッタビット１は断面略凸字状であって、カッタビット１の幅の狭い中央突出部がカッタビット装着溝８８から前面に突出し、カッタビット１の幅の広い装着部がカッタビット装着溝８８の広がった奥部に収納されている。
そして、カッタビット装着溝８８に供給されたカッタビット１を移動不能に固定するためのカッタビット固定板２６が、カッタビット装着溝８８に配置され、カッタビット固定板２６を進退させるカッタビット固定シリンダ２７が設置されている。
したがって、カッタビット固定板２６を前進させると、カッタビット１は、その後面がカッタビット固定板２６に当接し、その装着部（正確には、幅の狭い中央突出部と幅の広い装着部との問の段差部）がカッタビット装着溝８８に押し付けられる。一方、カッタビット固定板２６を後退させると、カッタビット固定板２６はカッタビット１から離隔し、カッタビット１は、前記押し付けから開放される、カッタビット装着溝８８内を移動自在になる。
【００３０】
補助スポーク２８ａ、２８ｂ、２８ｃには、外周に向かって進退自在に設置されたコピーカッタ２と、コピーカッタ２を進退させるコピーカッタ進退シリンダ２９ａ、２９ｂ、２９ｃとが設置されている。すなわち、コピーカッタ２を進出させて掘進すれば、カッタビット１が掘削した掘削坑の内径（カッタスポーク２５の外周端部が描く円の直径に相当する）は僅かに拡大する。
さらに、回転端部２１の前面には、フッシュテールと呼ばれる回転カッタ３が設置されている。すなわち、回転中心を含む所定範囲は、回転カッタ３によって掘削されている。
また、回転カッタ３には複数の掘削ビット３０１が進出自在に埋め込まれ、摩耗した掘削ビット３０１については、油圧シリンダ３０２によって摩耗量に相当する量だけ前方に押し出されるから、回転カッタ３の掘削性能が維持される。このとき、油圧シリンダ３０２は、複数の掘削ビット３０１のうち摩耗した掘削ビット３０１の本体側に設置されるものであるから、当該押し出し作業をする掘削ビット３０１に限って設置するようにすればよく、全ての掘削ビット３０１の本体側に常時設置しておく必要はない。
【００３１】
（回転駆動部）
回転駆動部３０は、バルクヘッド１２に設置されたモータ３１および駆動ギア３２と、回転掘削部２０の回転基部２４に設置された従動ギア３３とを有し、小径の駆動ギア３２と大径の従動ギア３３とが噛み合って減速機構を形成し、回転掘削部２０の高トルク回転を実現している。
【００３２】
（ロータリジョイント）
ＲＪ４０は、円筒体からなるステータ４１と、ステータ４１の内周面に液密的に回転摺動する円柱体からなるロータ４２とを有する。そして、ステータ４１には、本体部１０内に設置された図示しない油圧供給手段からステータ４１に油圧を供給する本体側油圧配管４が接続され、ロータ４２には、ロータ４２から回転掘削部２０に油圧を供給する回転側油圧配管５が接続されている。なお、回転側油圧配管５は、各カッタスポーク２５のカッタビット固定シリンダ２７、各補助スポーク２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）ごとのコピーカッタ進退シリンダ２９（２９ａ、２９ｂ、２９ｃ）にそれぞれ接続されるものであるが、簡略化して図示している。
ＲＪ４０のステータ４１の内周面には、１条または複数条のリング状凹部（図示しない）が形成され、ＲＪ４０のロータ４２の外周面には、該リング状凹部に対応する位置に開口している油圧開口孔（図示しない）が形成され、該油圧開口孔に連通してロータ４２の端面に至る油圧経路（図示しない）が形成されている。したがって、ステータ４１に供給された油圧は、ロータ４２が回転している問も、リング状凹部を経由して連続してロータ４２に供給されることになる。
【００３３】
なお、ＲＪ４０の円筒体または円柱体の何れを、固定側（または低速回転側）あるいは回転側（または高速回転側）にするかは任意であるから、円筒体を本体部１０に配置した場合は、これがロータ４２に、円柱体を回転掘削部２０に配置した場合は、これがステータ４１となる。
さらに、ＲＪ４０は、ステータ４１の内周面またはロータ４２の外周面の一方に、１条または複数条のリング状電気接点が形成され、ステータ４１の内周面またはロータ４２の外周面の他方に該リング状接点に短絡して摺動する摺動接点が形成されたスリップリング機構を具備するものであってもよい。
【００３４】
（ステータ支持手段）
図４は、図３における矢視Ａ−Ａ断面図であり、本発明の実施形態に係るシールド掘進機のステータ支持手段、ステータ固定手段およびロータ回転手段を背面から見た状態を示す図である。
図４の（ａ）において、ステータ支持手段５０は、ＲＪ４０のステータ４１が設置されたロータリジョイント揺動腕５２（以下「ステータ支持レバー５２」と称する）と、ステータ支持レバー５２の一方の端部を揺動自在に支持する支持レバー支点５１と、後記する支持レバー固定用ピン６４が挿入される支持レバー固定用孔５３とを有している。
なお、支持レバー支点５１は、バルクヘッド１２に設置された（実質的にスキンプレート１１に設置されたに同じ）支点ピンと、ステータ支持レバー５２に設置された支点孔または支点軸受け（支点ピンに摺動自在）によって構成されているが、バルクヘッド１２に支点孔または支点軸受けを設置して、ステータ支持レバー５２に支点ピンを設置してもよい。
【００３５】
したがって、ステータ支持レバー５２は支持レバー支点５１を揺動中心として揺動自在であって、該揺動によって、ＲＪ４０の中心軸（ロータ４２およびステータ４１の中心軸に同じ）は、回転掘削部２０の回転中心に一致したり、該回転中心から偏位したりする。
なお、かかる揺動は、回転掘削部２０の回転中心に対して垂直な面内で実行される態様が示されているが、本発明はこれに限定するものではなく、揺動によってＲＪ４０の中心軸が回転掘削部２０の回転中心に一致する限り、回転掘削部２０の回転中心に対して垂直でない（傾斜した）面内で実行されてもよい。
【００３６】
（ステータ固定手段）
図４の（ａ）において、ステータ固定手段６０は、ステータ支持手段５０の後方側に配置されるものであって（図３参照）、ステータ固定レバー６２と、ステータ固定レバー６２の一方の端部を揺動自在に支持する固定レバー支点６１と、支持レバー固定用ピン６４が挿入される固定レバー固定用孔６３ａ、６３ｂ、６３ｃとを有している（図４（ａ）では、固定レバー固定用孔６３ｂに挿入しているが、後述のように図６では、６３ａや６３ｃにも挿入している）。
なお、固定レバー支点６１は、バルクヘッド１２に設置された（実質的にスキンプレート１に設置されたに同じ）支点ピンと、ステータ支持レバー５２に設置された支点孔または支軸受け（支点ビンに摺動自在）によって構成されているが、バルクヘッド１２に支点孔または点軸受けを設置して、ステータ固定レバー６２に支点ピンを設置してもよい。
【００３７】
そして、ステータ固定レバー６２は固定レバー支点６１を揺動中心として揺動自在であて、ステータ支持レバー５２が揺動する面に略平行する面内で揺動する。
また、ステータ支持レバー５２およびステータ固定レバー６２がそれぞれ揺動する問に、テータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、ステータ支持レパー５２の支持レバー固定用孔５３に一致するように配置されている。
【００３８】
さらに、ステータ支持レバー５２の支持レバー固定用孔５３とステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ｂとが一致したとき、ＲＪ４０の中心軸（ロータ４２およびステータ４１の中心軸に同じ）が回転掘削部２０の回転中心に一致するようになっている。
したがって、かかる状態において、ステータ支持レバー５２の支持レバー固定用孔５３とステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ｂとに支持レバー固定用ピン６４を挿入して、ステータ支持レバー５２とステータ固定レバー６２とを連結すれば、ＲＪ４０の中心軸は回転掘削部２０の回転中心に一致した状態に維持され、中心固定手段が形成されることになる（図４はかかる状態を示している）。
【００３９】
一方、ステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ａまたは６３ｃに、ステータ支持レバー５２の支持レバー固定用孔５３がそれぞれ一致したとき、ＲＪ４０は回転掘削部２０の回転中心から偏位するようになっている。
したがって、かかる状態において、ステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ａまたは６３ｃとステータ支持レバー５２の支持レバー固定用孔５３とに支持レバー固定用ピン６４挿入して、ステータ固定レバー６２とステータ支持レバー５２とを連結すれば、ＲＪ４０は回転掘削部２０の回転中心から偏位した状態に維持され、偏心固定手段が形成されることになる。
【００４０】
なお、ステータ固定レバー６２とステータ支持レバー５２とを連結すれ要領は前記したものに限定するものではなく、固定孔および固定用ピンに代えてネジ孔およびボルトを用いたり、ステータ固定レバー６２またはステータ支持レパー５２の一方に固定用孔を形成して、他方にあらかじめ固定用ピンを設置したり、一方に設けた被係止部（凸部または凹部等）に他方に設けた係止部（凹部または凸部）が係止するようにしたり、一方が他方を移動不能に把持するようにしたり、両者を移動不能に把持する把持手段を別途設けるようにしたりしてもよい。
【００４１】
（ロータ回転手段）
図４の（ａ）において、ロータ回転手段７０は、ステータ支持手段５０の前進側に配置されるものであって（図３参照）、ロータ回転レバー７２と、ロータ回転レバー７２の一方の端部を揺動自在に支持する回転レバー支点７１と、回転レパー固定用ピン７４が挿入される回転レバー固定用孔７３と、ＲＪ４０のロータ４２が貫通しているロータ案内溝７５とを有している。
回転レパー支点７１は、回転掘削部２０の回転円錐部２３に設置された支点ピンと、ロータ回転レバー７２に設置された支点孔または支点軸受け（支点ピンに摺動自在）によって構成されているが、回転円錐部２３に支点孔または支点軸受けを設置して、ロータ回転レバー７２に支点ピンを設置してもよい。
また、ロータ案内溝７５はロータ４２の外径に略等しい幅であって、ＲＪ４０の揺動範囲を規制している。
なお、ロータ４２におけるロータ案内溝７５との連結部は、該連結部がロータ案内溝７５内を摺動できるが回転は出来ないようになっている。つまり、ロータ７２における前記連結部の軸方向に直交する断面形状は円形ではなく、長丸状になっている。
【００４２】
そして、ロータ回転レバー７２は回転レバー支点７１を揺動中心として、ステータ支持レバー５２が揺動する面に略平行する面内で揺動自在である。
また、かかる揺動している間で、ＲＪ４０の中心軸が回転掘削部２０の回転中心に一致しているとき、ロータ４２に形成されたロータ固定用孔（図示しない）とロータ回転レバー７２の回転レバー固定用孔７３とが一致するように配置されている。
したがって、ロータ４２のロータ固定用孔とロータ回転レバー７２の回転レバー固定用孔７３とを一致させて、かかる両固定用孔に回転レパー固定用ピン７４を挿入して、ロータ回転レバー７２とロータ４２とを連結すれば、回転掘削部２０の回転がロータ４２に伝達されることになる。
【００４３】
なお、ロータ回転レバー７２とロータ４２とを連結する要領は前記したものに限定するものではなく、前述したステータ支持レバー５２とステータ固定レバー６２との連結要領に準じるため、説明を省略する。また、ロータ回転レバー７２に設置されたロータ案内溝７５の設置を省力してもよい。すなわち、ロータ回転レバー７２の回転レバー支点７１、あるいはロータ回転レバー７２またはロータ４２の一方または両方に、ロータ回転レバー７２の揺動を案内する手段（揺動範囲を規制する手段に同じ）を設けてもよい。
【００４４】
また、ステータ固定レバー６２やロータ回転レパー７２の構造も、前記したものに限定するものではなく、前者はステータ支持レバー５２の中心固定機能および偏心固定機能を、後者は回転伝達機能と回転遮断機能（ロータ回転レバー７２を揺動自在にする機能）を具備していればよい。
【００４５】
図４の（ｂ）において、ステータ固定レバー６２には固定レパー固定用孔６３ｂのみが設けられ、一方、バルクヘッド１２には固定レバー支点６１ａ、６１ｂ、６１ｃが設けられている。そして、ステータ固定レバー６２は、固定レバー支点６１ａ、６１ｂ、６１ｃの何れかの位置に着脱自在に支持され、固定レバー固定用孔６３ｂおよび支持レバー固定用孔５３とが一致する位置における支持レバー固定用ピン６４の両孔への挿入により位置決めされ、ステータ支持レバー５２と傾動自在に（回転掘進部２０の回転軸を中心として、２つのレバー６２、５２が時計の針のように相互に開閉自在に移動するように）連結される。
また、ＲＪ４０のロータ４１は３本のロータ回転レバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃによって、放射方向から支持されている。すなわち、回転掘削部２０の回転円錐部２３に、ロータ回転レバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃの一方の端部を着脱自在に連結するための回転レバー支点７１ａ、７１ｂ、７１ｃが設置され、ロータ４１には、ロータ回転レバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃの他方の端部を着脱自在に連結するための着脱手段が設置されている。
【００４６】
よって、ステータ固定レバー６２を固定レバー支点６１ｂの位置で支持すれば、ステータ４１の中心軸は回転掘削部の回転中心に一致し、ロータ回転レバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃでもって、ロータ４１を回転円錐部２３に連結すれば、回転掘削部２０の回転がロータ４２に伝達されることになる。
また、回転掘削部２０の回転を停止して、ロータ回転レバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃを撤去すれば、ステータ支持レパー５２およびステータ固定レバー６２がそれぞれ支持レパー支点５１および固定レバー支点６１ｂを中心として揺動する間に、ＲＪ４０を回転掘削部２０の回転中心から退避させることができる。このとき、ロータ回転レバー７２ａ、７２ｂ、７２ｃは可撹性を具備してもよく、回転レバー支点７１ａ、７１ｂ、７１ｃの構造や、ロータ４１の前記着脱手段は限定されるものではない。
【００４７】
（カッタビット交換手段）
図５は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット交換手段を示す側面視の部分断面図である（尚、このカッタビット交換手段及び装置については、特許文献１により詳しく記載されている）。
図５において、回転円筒部２２には、各カッタスポーク２５ａ、２５ｂ…（図示しない）の位置に対応して、カッタビット１を挿通自在なカッタビット供給孔８７ａ、８７ｂ…（図示しない）（以下、まとめて「カッタビット供給孔８７」と称する）が形成されている。
【００４８】
また、回転円筒部２２の内部には、回転円筒部２２の内周面に水密的に摺動するカッタビット交換用内筒８１が設置され、カッタビット交換用内筒８１にカッタビット収容室８２が設置されている。
また、カッタビット交換用内筒８１の内側には、リングギア（内歯歯車、図中、断面を実線で、側面を破線で示している）８１１が形成され、一方、回転円筒部２２の内側には油圧モータ２０２が設置され、油圧モータ２０２の出力軸に固定されたピニオン（外歯歯車）２０１がリングギア８１１に係合している。すなわち、リングギア８１１と、ピニオン２２１と、油圧モータ２０２とによって内筒駆動装置８９が形成されている。
したがって、シールド掘進機１００が掘進している間は、油圧モータ２２２が停止しているから、カッタビット交換用内筒８１と回転内筒部２２（回転掘削部２０に同じ）とは一体的に回転する。他方、掘削を停止している場合、必要に応じて、カッタビット交換用内筒８１の内側に設けられたリングギア８１１を、これに係合するピニオン２０１を油圧モータ２２２で駆動することにより回転させる。これにより、カッタビット交換用内筒８１は止まっている回転内筒部２２に対して摺動する。
【００４９】
カッタビット収容室８２の後面側にはカッタビット１を掘進方向に向かって収納するための収納用開口部８３が設けられ、収納用開口部８３にはこれを水密的に封鎖する開閉扉８４が設けられている。また、カッタビット収容室８２の外周側にカッタビット１を外周方向に向かって押し出すための押出用開口部８５（図３参照）が設けられている。さらに、カッタビット収容室８２の内周側には、カッタビット１を外周方向に向かって押し出すためのカッタビット押出シリンダ８６が設置されている。
したがって、以下の要領で、シールド掘進機１００の掘進を中断して、回転掘削部２０の回転を停止すれば、本体部１０から回転掘削部２０に新品カッタビット１を装着することが可能になる。
【００５０】
（シールト掘進機の運転方法）
（ｉ）カッタビット交換用内筒８１を回転して、押出用開口部８５を新品カッタビット１（説明の便宜上「新品カッタビット１ｎ」と称する）を装着しようとするカッタスポーク２５の位置に合わせる。このとき、たとえば、カッタスポーク２５ａについて、カッタビット収容室８２の押出用開口部８５と回転円筒部２２のカッタビット供給孔８７ａとカッタスポーク２５ａのカッタビット装着溝８８ａとは一直線状に連通している。
（ｉｉ）そして、カッタビット固定シリンダ２７を縮めて、カッタビット固定板２６を後退させる。
【００５１】
（ｉｉｉ）そうすると、カッタスポーク２５のカッタビット装着溝８８に装着されていたカッタビット１（説明の便宜上「カッタビット１ａ」と称し、最も内周に配置されたものを破線で示す）は移動自在になるから、カッタビット押出シリンダ８６を伸ばして、あらかじめカッタビット収容室８２に収容されていた新品カッタビット１ｎを、押出用開口部８５を通過させて、カッタビット装着溝８８内に押し出す。このとき、カッタビット装着溝８８の最も外周側に配置されていたカッタビット１ａはカッタビット装着溝８８（カッタスポーク２５に同じ）から外れて、地中に押し出されることになる。
（ｉｖ）そこで、カッタビット固定シリンダ２７を伸ばして、カッタビット固定板２６を前進させると、カッタスポーク２５に装着された全てのカッタビット１（新品カッタビット１ｎおよびカッタビット１ａ）は固定され、掘削自在な状態になる。
この間、新品カッタビット１ｎを装着しようとするカッタスポーク２５以外のカッタスポーク２５（たとえば、カッタスポーク２５ｂ、２５ｃ、・・・）においては、カッタビット供給孔８７（たとえば、カッタビット供給孔８７ｂ、８７ｃ、・・・）がカッタビット交換用内筒８１によって水密的に封鎖されているから、本体部１０に水等が浸入することがない。
【００５２】
（ｖ）次に、カッタビット押出シリンダ８６を縮めて、カッタビット交換用内筒８１を僅かに回転すれば、全てのカッタビット供給孔８７がカッタビット交換用内筒８１によって水密的に封鎖される。
（ｖｉ）そこで、開閉扉８４を開けて、別の新品カッタビット１ｎを、収納用開口部８３を経由してカッタビット収容室８２に収納し、開閉扉８４を閉めてカッタビット収容室８２を水密的に封鎖する。
（ｖｉｉ）さらに、カッタビット交換用内筒８１を回転して、次に新品カッタビット１ｎを装着しようとするカッタスポーク２５（たとえば、カッタスポーク２５ｂ）の位置に、押出用開口部８５を合わせ、前記工程を実施すれば、カッタスポーク２５においても、新品カッタビットを装着することができる。
【００５３】
（カッタビット交換時のロータリジョイントの位置）
図６は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機のロータリジョイントの揺動を説明する部分背面図である。
【００５４】
図６の（ａ）は、カッタスポーク２５ａについてカッタビットを交換する場合を示している。すなわち、回転掘削部２０を回転して、カッタスポーク２５ａが鉛直下方を向く位置（いわゆる約６時の位置）で回転を停止する。そして、カッタビット交換用内筒８１を回転して、押出用開口部８５をカッタスポーク２５ａの近くにまでもってくる。
このとき、回転円筒部２２のカッタビット供給孔８７とカッタビット交換用内筒８１の押出用開口部８５とは重なっていない。すなわち、回転円筒部２２がカッタビット供給孔８７を水密的に閉塞しているから、カッタビット収容室８２の水密性が維持されている。そして、回転レバー固定用ピン７４が撤去されているから、ロータ回転レバー７２の回転レバー支点７１は左側略水平位置（いわゆる約９時３０分の位置）にあって、ロータ回転レバー７２は略水平の姿勢になるまで揺動している。
【００５５】
また、支持レバー固定用ピン６４は、ステータ支待レバー５２の支持レバー固定用孔５３とステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ｂから撤去され、ステータ４１は、図中、右方向に揺動されている。そして、ステータ支持レバー５２の支持レバー固定用孔５３ａとステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ａとが一致した位置で、かかる固定用孔５３ａ、６３ａに支持レバー固定用ピン６４が挿入され、揺動が固定されている。
したがって、ＲＪ４０は、回転掘削部２０の回転中心から離れ（いわゆる約９時の位置にあるに同じ）、ステータ支特レバー５２およびロータ回転レバー７２が、回転掘削部２０の上方に退避している。よって、カッタビット収容室８２に新品カッタビット１を収容するための作業スペースが確保されている。
【００５６】
図６の（ｂ）は、鉛直下方に向かうカッタスポーク２５ｂについてカッタビットを交換する場合を示している。すなわち、回転掘削部２０を回転して、カッタスポーク２５ｂが鉛直下方を向く位置（いわゆる約６時の位置）で回転を停止する。そして、カッタビット交換用内筒８１を回転して、押出用開口部８５をカッタスポーク２５ｂの近くにまでもってくる。このとき、ロータ回転レバー７２の回転レバー支点７１は下方近く（いわゆる約７時の位置）にあって、回転レバー固定用ピン７４が撤去されているから、ロータ回転レバー７２は揺動自在である。そして、以下に説明するステータ４１の揺動によって、略鉛直に起立している。
【００５７】
すなわち、支持レバー固定用ピン６４が、ステータ支持レバー５２の支持レバー固定用孔５３とステータ固定レバー６２の固定レバー固定用孔６３ｂから撤去されて、ステータ４１は、図中、左方向に揺動されている。そして、支持レバー固定用孔５３ｃと固定レバー固定用孔６３ｃとが一致した位置で、かかる固定用孔５３ｃ、６３ｃに支持レバー固定用ピン６４が挿入され、揺動が固定されている。
したがって、ＲＪ４０は、回転掘削部２０の回転中心から離れ（いわゆる約９時の位置にあるに同じ）、ステータ支持レバー５２およびロータ回転レバー７２が、回転掘削部２０の左側に退避している。よって、カッタビット収容室８２に新品カッタビット１を収容するための作業スベースが確保されている。
【００５８】
図６の（ｃ）は、鉛直下方に向かうカッタスポーク２５ｃについてカッタビットを交換する場合を示している。すなわち、前述と同様に、カッタスポーク２５ｃおよびカッタビット交換用内筒８１が略鉛直下方の位置（いわゆる約６時の位置）で、ロータ回転レバー７２の回転レバー支点７１は下方近く（いわゆる約５時の位置）にあって、回転レバー固定用ピン７４が撤去されているから、ロータ回転レバー７２は、ステータ４１の揺動によって略鉛直に起立している。
また、ステータ支持レバー５２は、図中、右方向に揺動されて、支持レバー固定用ピン６４によって揺動が固定されている。
したがって、ＲＪ４０は、回転掘削部２０の回転中心から離れ（いわゆる約３時の位置にあるに同じ）、ステータ支持レバー５２およびロータ回転レバー７２が、回転掘削部２０の右側に退避している。よって、カッタビット収容室８２に新品カッタビット１を収容するための作業スペースが確保されている。
【００５９】
図６の（ｄ）は、鉛直下方に向かうカッタスポーク２５ｄについてカッタビットを交換する場合を示している。すなわち、前述と同様に、カッタスポーク２５ｄおよびカッタビット交換用内筒８１が略鉛直下方の位置（いわゆる約６時の位置）で、ロータ回転レバー７２の回転レバー支点７１は右側略水平位置（いわゆる約２時３０分の位置）にあって、回転レバー固定用ピン７４が撤去されているから、ロータ回転レパー７２は、ステータ４１の揺動によって略水平に倒れている。
また、ステータ支持レバー５２は、図中、左方向に揺動されて、支持レバー固定用ビン６４によって揺動が固定されている。
したがって、ＲＪ４０は、回転掘削部２０の回転中心から離れ（いわゆる約９時の位置にあるに同じ）、ステータ支持レバー５２およびロータ回転レバー７２が、回転掘削部２０の上側に退避している。よって、カッタビット収容室８２に新品カッタビット１を収容するための作業スペースが確保されている。
【００６０】
以上、本発明のロータリジョイント揺動腕５２（図４の（ａ））について、カッタビット１を交換する作業を例に作業スベースが確保されることを説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、回転掘削部２０の内部におけるその他の作業に際しても作業スペースが確保されることは明らかである。
【００６１】
［実施の形態２］
図７は本発明の実施の形態２に係るロータリジョイント１０１および該ロータリジョイント１０１を取り付けたシールド掘進機の前端部の説明図である。図７において実施の形態１に示したものと同一または相当部分には同一の符号を付してある。
本実施の形態に係るロータリジョイント１０１は、ステータ１０３、ロータ１０５、ロータ１０５に回転掘削部２０の回転を伝達することによってロータ１０５を回転させるロータ回転手段１０７、ステータ１０３を本体部１０側に揺動可能に支持するステータ支持手段１２１、ステータ支持手段１２１の揺動を止めると共にステータ１０３を所定の位置に固定するステータ固定手段１２９、を備えている。
ステータ１０３およびロータ１０５の構成については実施の形態１で説明したものと同様である。以下においては本実施の形態の特徴である他の構成について詳細に説明する。
【００６２】
１．ロータ回転手段
図８は図７の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。以下、図７、図８に基づいてロータ回転手段１０７の詳細を説明する。
ロータ回転手段１０７は一端部が回転掘削部２０側に回動可能に連結され、他端部がロータ１０５に着脱可能に連結される回転伝達軸からなる。
ロータ回転手段１０７の一端部は、図８に示されるように、円形の膨出部となっており、その中央部に回動のための孔１１０が設けられ、また周縁部には４つのボルト孔が設けられている。そして、鉛直方向を時計の６時としたときに周縁部において４時と８時の位置には前記周縁部から外方に突出する突出部が形成され、この突出部にボルト孔１１１ａ、１１１ｂが設けられている。
【００６３】
ロータ回転手段１０９の一端部は、回転掘削部２０側に設けられた固定板１１３に挟まれるようにして４本のボルト１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄによって固定板１１３に固定されている。また、孔１１０には回動軸１１７が挿入され、ロータ回転手段１０９は掘進方向に直交する面内で回動できるようになっている。
ロータ回転手段１０９の他端部は複数のボルト１１９によってロータ１０５に着脱可能に連結されている。
【００６４】
上記のように構成されたロータ回転手段１０９は、図８の実線で示す状態において、回転掘削部２０が回転することにより、ロータ回転手段１０９が回転掘削部２０の回転をロータ１０５に伝達し、ロータ１０５が回転掘削部２０と共に回転する。
【００６５】
カッタビットの交換の際などの場合には、ボルト１１９を外して、ロータ回転手段１０９とロータ１０５の連結を切り離す。そして、ボルト１１５を外してロータ回転手段１０９を回動軸１１７を中心に図８の一点鎖線で示す状態まで回動させる。この状態でボルト孔１１１ａにボルト１２０を挿入して固定板１１３に固定する。このように、ロータ回転手段１０９を一点鎖線で示す状態にすることで、カッタビット交換のための作業スペースを確保することができる。
【００６６】
２．ステータ支持手段
図９は図７の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。以下、図７、図９に基づいてステータ支持手段１２１の詳細を説明する。
ステータ支持手段１２１は、軸部材からなり、その一端部がシールド掘進機の本体部１０側に回動軸１２５を介して掘進方向に直交する面内で回動できるように連結され、他端部が複数のボルト１２７によってステータ１０３に着脱可能に連結されている。
【００６７】
３．ステータ固定手段
ステータ固定手段１２９は、ステータ支持手段１２１の軸中央部から両側（掘進方向に直交する方向）に延出する第１リンク部材１３１ａ、１３１ｂと、ステータ支持手段１２１を挟んでその両側（掘進方向に直交する方向）に設けられ、一端側がシールド掘進機の本体部１０側に固定されて他端側が鉛直下方に延びる第２リンク部材１３３ａ、１３３ｂと、第１リンク部材１３１ａと第２リンク部材１３３ａを連結する第３リンク部材１３５とから構成されている。
【００６８】
図９に示す状態は、ロータリジョイント１０１のロータの中心軸と回転掘削部２０の回転中心が一致した状態を示しており、この状態で回転掘削部２０を回転させることができる。
なお、図９の一点鎖線で示した状態は、ステータ支持手段１２３を回動軸１２５回りに回動させて、ロータリジョイント１０１を本体部１０の内壁側に移動させた状態を示している。
【００６９】
図９における実線で示した状態から一点鎖線で示した状態にする手順は以下のようにする。第３リンク部材１３５と第１リンク部材１３１ａの連結および第３リンク部材１３５と第２リンク部材１３３ａの連結を外して、ステータ支持手段１２３を、回動軸１２５を中心に回動させ、第１リンク部材１３１ｂの端部と第２リンク部材１３３ｂを連結する。
このようにすることで、ロータリジョイントを本体部１０の内壁側に移動させた状態で保持でき、カッタビットの交換のための作業スペースを確保できる。
【００７０】
次に、上記のように構成された本実施の形態のロータリジョイント１０１を搭載したシールド掘進機について、カッタビット交換時においてロータリジョイント１０１を移動する動作について説明する。
図７および図８、図９の実線で示した状態では、ロータリジョイント１０１のロータの中心軸と回転掘削部２０の回転中心が一致しており、この状態で回転掘削部２０を回転させることができる。したがって、この状態で地山の掘削を行うことができる。
【００７１】
次に、カッタビット交換時においては、ボルト１１９を外して、ロータ回転手段１０９とロータ１０５の連結を切り離す。さらに、ボルト１１５を外してロータ回転手段１０９を回動軸１１７を中心に図８の一点鎖線で示す状態まで回動させる。この状態でボルト孔１１１ａにボルトを挿入して固定板１１３に固定する。
次に、ステータ固定手段２３における第３リンク部材１３５と第１リンク部材１３１ａの連結および第３リンク部材１３５と第２リンク部材１３３ａの連結を外す。これによって、ステータ支持手段１２３は回動可能となる。そこで、ステータ支持手段１２３を、回動軸１２５回りに回動させ、第１リンク部材１３１ｂの端部と第２リンク部材１３３ｂを連結する。
これによって、ロータリジョイント１０１を本体部１０の内壁側に移動させた状態で保持でき、カッタビットの交換のための作業スペースを確保できる。
【００７２】
このとき、ロータリジョイント１０１、ロータ回転手段１０７、ステータ支持手段１２３およびステータ固定手段１２９のすべてが本体部１０の内壁側に配置され、本体部１０の中央部には広い空間が確保されるので、カッタビット交換等の作業効率を大幅に向上させることができる。
【００７３】
カッタビット交換等の作業が終了したら、上記と逆の手順によって、図７および図８、図９の実線で示した状態、すなわちロータリジョイント１０１のロータの中心軸と回転掘削部２０の回転中心が一致する状態にもどす。この状態で、回転掘削部２０を回転させて地山の掘削を行う。
【００７４】
なお、上記の実施の形態においては、ロータ回転手段１０７およびステータ支持手段１２３を図中反時計回りに回動させて本体部１０の内壁側に移動させる例を示したが、ロータ回転手段１０７およびステータ支持手段１２３を時計回りに回動させて本体部１０の内壁側に移動させることもできる。この場合においては、ロータ回転手段１０７に関しては、ロータ回転手段１０７を時計回りに回動させてボルト孔１１１ｂにボルトを挿入して固定板１１３に固定すればよい。また、ステータ支持手段１２３に関しては、第３リンク部材１３５を取外し、第１リンク部材１３１ａと第２リンク部材１３３ａを連結すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように本発明によれば、回転掘削部の内部に作業スペースを確保することができるため、当該位置における作業、特に、カッタビットを交換するための作業が、容易かつ迅速になるから、本体部と回転掘削部との間で油圧や電気信号等の受け渡しがある各種シールド掘進機およびその運転方法として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の前端部を示す側面視の断面図。
【図２】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の前端部を示す正面図。
【図３】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の前端部を示す部分拡大図。
【図４】図３の矢視Ａ−Ａ断面図であり、本発明の実施形態に係るシールド掘進機のステータ支持手段、ステータ固定手段およびロータ回転手段を背面から見た状態を示す図。
【図５】本発明の実施形態に係るシールド掘進機のカッタビット交換手段を示す側面視の部分断面図。
【図６】本発明の実施形態に係るシールド掘進機のロータリジョイントの揺動を説明する部分背面図。
【図７】本発明の実施の形態２に係るロータリジョイントおよび該ロータリジョイントを取り付けたシールド掘進機の前端部の説明図。
【図８】図７の矢視Ｂ−Ｂ断面図。
【図９】図７の矢視Ｃ−Ｃ断面図。
【符号の説明】
【００７７】
１ カッタビット
２ コピーカッタ
３ 回転カッタ
４ 本体側油圧配管
５ 回転側油圧配管
１０ 本体部
１１ スキンプレート
１２ バルクヘッド
１３ 中央開口部
１４ 回転掘削部支持機構
１５ 排土用開口部
２０ 回転掘削部
２１ 回転端部
２２ 回転円筒部
２３ 回転円錐部
２４ 回転基部
２５ カッタスポーク
２６ カッタビット固定板
２７ カッタビット固定シリンダ
２８ 補助スポーク
２９ コビーカッタ進退シリンダ
３０ 回転駆動部
３１ モータ
３２ 駆動ギア
３３ 従動ギア
４０ ロータリジョイント（ＲＪ）
４１ ステータ
４２ ロータ
５０ ステータ支持手段
５１ 支持レバー支点
５２ ステータ固定レバー（ロータリジョイント揺動腕）
５３ 支持レバー固定用孔
６０ ステータ固定手段
６１ 固定レパー支点
６２ ステータ固定レバー
６３ 固定レバー固定用孔
６４ 支持レバー固定用ピン
７０ ロータ回転手段
７１ 回転レバー支点
７２ ロータ回転レバー
７３ 回転レバー固定用孔
７４ 回転レバー固定用ピン
７５ ロータ案内溝
８０ カッタビット交換手段
８１ カッタビット交換用内筒
８２ カッタビット収容室
８３ 収納用開口部
８４ 開閉扉
８５ 押出用開口部
８６ カッタビット押出シリンダ
８７ カッタビット供給孔
８８ カッタビット装着溝
８９ 内筒駆動装置
９０ スクリューコンベア
１００ シールド掘進機
１０１ ロータリジョイント
１０３ ステータ
１０５ ロータ
１０７ ロータ回転手段
１２１ ステータ支持手段
１２９ ステータ固定手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、該本体部の前端に設置されて回転しながら地山を掘削する回転掘削部と、該回転掘削部と前記本体部と間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントとを有するシールド掘進機であって、
前記回転掘削部が停止しているとき、前記ロータリジョイントが前記回転掘削部の回転中心の位置から移動可能であることを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
本体部と、該本体部の前端に設置されて回転しながら地山を掘削する回転掘削部とを有するシールド掘進機に取り付けられ、前記本体部と前記回転掘削部との間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントであって、
前記回転掘削部が停止しているとき、前記回転掘削部の回転中心の位置から移動できるように構成されていることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項３】
本体部と、該本体部の前端に設置されて回転しながら地山を掘削する回転掘削部と、該回転掘削部と前記本体部と間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントとを有するシールド掘進機の運転方法であって、
前記ロータリジョイントを前記回転掘削部の回転中心と同軸上に設置する工程と、
前記ロータリジョイントが前記回転掘削部の回転中心と同軸上に設置された状態で、前記回転掘進部を回転する工程と、
前記回転掘削部が停止している状態で、前記ロータリジョイントが前記回転掘削部の回転中心の位置から移動させる工程と、を有することを特徴とするシールド掘進機の運転方法。
【請求項１】
本体部と、該本体部の前端に設置されて回転しながら地山を掘削する回転掘削部と、該回転掘削部と前記本体部と間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントとを有するシールド掘進機であって、
前記回転掘削部が停止しているとき、前記ロータリジョイントが前記回転掘削部の回転中心の位置から移動可能であることを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
本体部と、該本体部の前端に設置されて回転しながら地山を掘削する回転掘削部とを有するシールド掘進機に取り付けられ、前記本体部と前記回転掘削部との間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントであって、
前記回転掘削部が停止しているとき、前記回転掘削部の回転中心の位置から移動できるように構成されていることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項３】
本体部と、該本体部の前端に設置されて回転しながら地山を掘削する回転掘削部と、該回転掘削部と前記本体部と間にあって少なくとも油圧配管の連結を行うロータリジョイントとを有するシールド掘進機の運転方法であって、
前記ロータリジョイントを前記回転掘削部の回転中心と同軸上に設置する工程と、
前記ロータリジョイントが前記回転掘削部の回転中心と同軸上に設置された状態で、前記回転掘進部を回転する工程と、
前記回転掘削部が停止している状態で、前記ロータリジョイントが前記回転掘削部の回転中心の位置から移動させる工程と、を有することを特徴とするシールド掘進機の運転方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２４１９６９（Ｐ２００６−２４１９６９Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４１２３（Ｐ２００６−２４１２３）
【出願日】平成１８年２月１日（２００６．２．１）
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１日（２００６．２．１）
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【Ｆターム（参考）】
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