JPH0626626Y2 - テールクリアランス計測装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、シールド掘進機のテールフレームの内面とセ
グメントの外面との間に形成されるテールクリアランス
を計測するためのテールクリアランス計測装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 一般に、トンネルを掘進するシールド掘進機には、該シ
ールド掘進機のテールフレームの内面にセグメントを環
状に組立ててトンネル内壁面を形成するセグメント組立
装置が備えられており、テールフレーム内に於いて組立
てられたセグメントの端部とシールド掘進機のシールド
フレームとの間のシールドジャッキを作動させて、シー
ルド掘進機を押出しながらトンネルを掘進するようにな
っている。

従って、特にトンネルをカーブ施工等のように方向制御
を行う場合には、掘進時に既設セグメントの外面にテー
ルフレームの内面が接触しないように、又、テールフレ
ーム内において新たなセグメントの連結組立て作業が行
えるようにするため、セグメントの外壁とテールフレー
ムの内壁との間に形成されるテールクリアランスを適性
に保つ必要がある。

そのため、従来は例えば第６図に示すようなテールクリ
アランス計測装置が知られている（例えば特開昭60-145
82号公報）。

図示するように、前記テールクリアランス計測装置１は
セグメント２の外面とテールフレーム３の内面の間に形
成されるテールクリアランスｃを計測するものである。
この計測は、セグメント２の外面４とセグメント同士を
連結するためのボルト孔５との距離ｌが正確に形成され
ている点を利用して行われる。即ち、前記テールクリア
ランス計測装置１はポテンショメータからなる計測器６
と、該計測器６を取付けた逆Ｕ字形の取付本体７とから
なっている。該取付本体７には、該取付本体７に取付け
られている把手８の操作によりコイルバネ９の付勢力を
利用して前記セグメント２のボルト孔５に着脱させ得る
ロックピン10が設けられている。又、計測器６には、こ
れより伸縮自在に延出された入力端子棒11の先端にロー
ラ12がテールフレーム３の内面と接触自在に取付けられ
ている。従って、逆Ｕ字形の取付本体７をセグメント２
端面を跨がせて把手８を動かしセグメント２のボルト孔
５にロックピン10を係合させ、コイルバネ９で付勢して
固定する。ついで、計測器６の入力端子棒11を伸縮させ
その先端に取付けられているローラ12の変位量を計測
し、これを電気的に換算して、前記テールクリアランス
ｃを算出し表示するようにしたものである。

［考案が解決しようとする課題］ 前述した従来のテールクリアランス計測装置１において
は、掘進中に於いても人手を要することなくテールクリ
アランスｃを連続的に計測できるという利点を有してい
るものの、セグメント２のボルト孔５に、取付本体７に
取付けられているロックピン10を係合させているため、
既設のセグメント２の端面に新しいセグメントを組込む
たびに、前記テールクリアランス計測装置１を人手によ
って取り外し、新設のセグメントに付け替える面倒な作
業をする必要があった。

又、取付本体７の形状からも明らかなように、第６図の
如く端部にトンネル中心側へ張り出すフランジ部が形成
されているセグメント２以外のもの（例えばコンクリー
ト製のセグメント）には、前記テールクリアランス計測
装置１を取り付けることができず、限られたセグメント
の場合しかテールクリアランスｃの計測を行えないとい
う欠点を有していた。

本考案は、斯かる実情に鑑み、既設のセグメントに新し
いセグメントを組込む際にも付け替えの必要がなく、し
かもセグメントの形式を選ばないテールクリアランス計
測装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、シールドフレームのテールフレーム内面と、
該テールフレーム内面に組立てられたセグメントの外面
との間のテールクリアランスを計測するテールクリアラ
ンス計測装置に於いて、前記テールフレーム内面側にト
ンネル軸線方向に移動自在に設けられ前記セグメント前
端面に対し当接可能なセグメント前端面当接部を有する
本体フレームと、該本体フレームにトンネル半径方向に
移動自在に取り付けられ前記セグメント前端部内面に当
接可能な押付け板と、該押付け板に固定され該押付け板
が前記セグメント前端部内面に押し付けられた際の前記
テールフレーム内面に対する相対距離を検出する計測セ
ンサと、該計測センサで検出された相対距離に基づきテ
ールクリアランスを演算して出力する演算装置とを備え
てなることを特徴とするものである。

［作用］ 従って、本体フレームをセグメント前端面当接部がセグ
メント前端面に当接する位置までトンネル軸線方向に移
動させると共に、押付け板をトンネル半径方向に移動さ
せてセグメント前端部内面に当接せしめると、計測セン
サによりテールフレーム内面に対する相対距離が検出さ
れ、該相対距離に基づいて演算装置によりテールクリア
ランスが演算され、該テールクリアランスが所望の値と
なるようシールド掘進機によりトンネルの掘削が行われ
ていき、新しいセグメントの組込み時には、前記本体フ
レームをトンネル軸線方向前方に所要量移動させるだけ
で済み、又、どのようなセグメントの場合でもテールク
リアランスの計測が行える。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。

第１図(イ)(ロ)乃至第５図は本考案の一実施例であり、図
中第６図と同一の符号を付した部分は同一物を表わして
いる。

シールドフレーム13のリングガータ14内周面に、ガイド
ブロック15をトンネル16周方向所要ピッチで配設し、該
ガイドブロック15にパイプ状のガイド部材17をトンネル
16軸線方向に摺動自在に挿通せしめ、該ガイド部材17内
略中央部に、該ガイド部材17と同心状に後方へ向け配置
したセグメント前端位置合せ用ジャッキ18のロッド19先
端を、嵌入部材20を介して固定し、前記ガイド部材17後
端に、該ガイド部材17の内部空間21と連通する貫通孔22
が穿設された本体フレーム23をボルト24にて連結する。

該本体フレーム23には、テールフレーム３内面対峙側端
部に、後方へ所要量張り出し前記セグメント前端位置合
せ用ジャッキ18の伸長動作によりセグメント２前端面に
接触可能なセグメント前端面当接部25が形成されている
と共に、該セグメント前端面当接部25よりトンネル16軸
心側所要位置に、セグメント前端面当接部25より更に後
方へ所要量張り出す案内座26が形成されている。

前記セグメント前端面当接部25は、第２図に示す如く平
面的に見るとコの字形となっており、各々の張出し部25
a,25a後端面に、セグメント２前端面の損傷防止用のナ
イロンブッシュ27，27を貼着し、前記セグメント前端面
当接部25の一方の張出し部25ａに、スプリング28の付勢
力により後端部が一方の張出し部25ａ後端面からナイロ
ンブッシュ27を貫通して所要量突出するスライドバー29
を、トンネル16軸線方向に摺動自在に挿通せしめると共
に、該スライドバー29の後端部が前記一方の張出し部25
ａ内に完全に押し込まれた際に、該スライドバー29と一
体に前方へ延びるロッド30を介して、前記セグメント前
端面当接部25がセグメント２前端面に接触したことを検
出し検出信号を出力する接触型（ポテンショメータ等）
又は非接触型（近接センサ等）のセグメント前端位置検
出センサ31を、前記セグメント前端面当接部25前面に配
設する。

又、前記本体フレーム23後面に、トンネル16半径方向に
延び第３図の如く前記案内座26を貫通するセグメント内
面位置合せ用ジャッキ32を取り付け、該セグメント内面
位置合せ用ジャッキ32と平行に延びるガイドロッド33,3
3を、前記案内座26に摺動自在に挿通せしめ、前記セグ
メント内面位置合せ用ジャッキ32のロッド34及びガイド
ロッド33,33の先端に、表面にセグメント２内面の損傷
防止用のナイロンブッシュ35,35が貼着された押付け板3
6を取り付け、該押付け板36に、第１〜４図の如く前記
セグメント内面位置合せ用ジャッキ32と平行に延びるテ
ールクリアランスｃ測定用の計測センサ37を設ける。該
計測センサ37は、接触型のものを図示してあり、即ち、
計測センサ37の本体部37ａから伸縮自在に延長されたロ
ッド37ｂ先端に、テールフレーム３内面と接触可能なロ
ーラ37ｃを取り付けてある。

一方、前記本体フレーム23後面の前記ガイドロッド33軸
線延長位置に、第１、３図の如く、該ガイドロッド33が
引き込み側のストロークエンドに達したことを検出する
ための接触型又は非接触型の引込み位置検出センサ38を
配設すると共に、前記ガイドロッド33下端部に後方へ張
り出す作動素子39を固着し、前記案内座26後面所要位置
に、前記ガイドロッド33が押し出し側のストロークエン
ドに達したこと即ち前記押付け板36がナイロンブッシュ
35,35を介してセグメント２内面に接触したことを検出
するためのセグメント内面位置検出センサ40を配設す
る。

更に、前記セグメント内面位置合せ用ジャッキ32の油圧
ホース41,42、計測センサ37のケーブル43、セグメント
前端位置検出センサ31のケーブル44、引込み位置検出セ
ンサ38のケーブル45、及びセグメント内面位置検出セン
サ40のケーブル46を夫々、前記本体フレーム23の貫通孔
22からガイド部材17内部空間21へ導くと共に、第５図の
如く嵌入部材20に穿設された油圧ホース用孔47,48及び
ケーブル用孔49,50,51,52を通過させシールド掘進機53
の本体側へ導き、前記計測センサ37のケーブル43を、前
記シールド掘進機53の本体側に設置され前記計測センサ
37で検出された相対距離αに基づきテールクリアランス
ｃを演算して出力するための演算装置54に接続する。

次に、上記実施例の作動を説明する。

セグメント内面位置合せ用ジャッキ32を収縮させ、第１
図(イ)に示す如く、ガイドロッド33を引き込み側のスト
ロークエンドに位置せしめた状態で、セグメント前端位
置合せ用ジャッキ18を伸長させると、本体フレーム23が
後退し、セグメント前端面当接部25がナイロンブッシュ
27,27を介してセグメント２前端面に接触すると、スラ
イドバー29がスプリング28の付勢力に抗して張出し部25
ａ内に完全に押し込まれることになり、スライドバー29
のロッド30を介してセグメント前端位置検出センサ31が
作動し、前記セグメント前端位置合せ用ジャッキ18の伸
長動作が停止して本体フレーム23がその位置で保持され
る。

前記本体フレーム23のセグメント前端面当接部25がセグ
メント２前端面に接触すると、続いて、セグメント内面
位置合せ用ジャッキ32が伸長し、押付け板36がナイロン
ブッシュ35,35を介してセグメント２内面に接触する位
置で、ガイドロッド33下端部の作動素子39によりセグメ
ント内面位置検出センサ40が作動し、前記セグメント内
面位置合せ用ジャッキ32の伸長動作が停止して押付け板
36がその位置で保持されると共に、該押付け板36に取り
付けられている計測センサ37のロッド37ｂ先端ローラ37
ｃがテールフレーム３内面に当接する（第１図(ロ)参
照）。

この状態で、前記計測センサ37により、該計測センサ37
の本体部37ａ先端とテールフレーム３内面との間の相対
距離αが検出され、該相対距離αが電気的な検出信号と
して演算装置54に送られ、該演算装置54に於いて既知の
値であるセグメント２の厚さｔとの関係からテールクリ
アランスｃが求められ、該テールクリアランスｃの値が
図示しない表示装置等に出力され、シールド掘進機53の
方向制御のためのてデータとして利用される。

前記シールド掘進機53がトンネル16を掘削し前進してい
くと、これに伴って前記本体フレーム23も前進しセグメ
ント２前端面からセグメント前端面当接部25が離反して
しまうが、この時、スライドバー29がスプリング28の付
勢力により後方へ突出し、前記セグメント前端面当接部
25がセグメント２前端面と接触していないことがセグメ
ント前端位置検出センサ31によって判別され、前記セグ
メント前端位置合せ用ジャッキ18が伸長するため、前記
セグメント前端面当接部25は常にセグメント２前端面に
接触した状態で保持され、シールド掘進機53の前進中に
於いても常時テールクリアランスｃを計測できる。又、
この場合、押付け板36は前記セグメント２内面に当接し
た状態でトンネル16軸線方向へ微小量移動することにな
るが、押付け板36にはナイロンブッシュ35,35が貼着し
てあるため、摩擦抵抗も少なく且つ前記セグメント２内
面を傷付ける心配もない。

前記シールド掘進機53がセグメント２の１リング分掘進
したら、前記セグメント内面位置合せ用ジャッキ32を再
び収縮させガイドロッド33,33を引き込み側のストロー
クエンドまで移動させると共に、前記セグメント前端位
置合せ用ジャッキ18を収縮させ前記本体フレーム23を第
１図(ロ)の２点鎖線で示す位置まで前進させた後、既設
のセグメント２に対し新しいセグメント２′を図示しな
いエレクタにより組込み、以下、前述と同様の作動が繰
り返し行われる。

こうして、従来のように既設のセグメント２に対する新
しいセグメント２′の組込み時毎に装置を付け替える手
間が省け、テールクリアランスｃの計測を連続的且つ安
全に精度良く行うことができると共に、スチール製であ
っても、又、コンクリート製であってもどのようなセグ
メントにも適用することが可能となる。

尚、本考案のテールクリアランス計測装置は、上述の実
施例にのみ限定されるものではなく、計測センサ37は非
接触型のものを用いてもよいこと等、本考案の要旨を逸
脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論
である。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案のテールクリアランス計測装
置によれば、既設のセグメントに新しいセグメントを組
込むたび毎に装置を付け替える必要がなく、連続的且つ
安全にテールクリアランスを精度良く計測でき、しか
も、あらゆる形式のセグメントにも適用できるという優
れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図(イ)(ロ)は本考案の一実施例の側断面図、第２図は
第１図(イ)のII−II矢視図、第３図は第１図(イ)のIII−I
II矢視図、第４図は第１図(イ)のIV−IV断面図、第５図
は第１図(ロ)のＶ−Ｖ断面図、第６図は従来例の側断面
図である。 2,2′はセグメント、３はテールフレーム、13はシール
ドフレーム、16はトンネル、23は本体フレーム、25はセ
グメント前端面当接部、36は押付け板、37は計測セン
サ、54は演算装置、ｃはテールクリアランス、αは相対
距離、ｔはセグメント厚さを示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シールドフレームのテールフレーム内面
   と、該テールフレーム内面に組立てられたセグメントの
   外面との間のテールクリアランスを計測するテールクリ
   アランス計測装置に於いて、前記テールフレーム内面側
   にトンネル軸線方向に移動自在に設けられ前記セグメン
   ト前端面に対し当接可能なセグメント前端面当接部を有
   する本体フレームと、該本体フレームにトンネル半径方
   向に移動自在に取り付けられ前記セグメント前端部内面
   に当接可能な押付け板と、該押付け板に固定され該押付
   け板が前記セグメント前端部内面に押し付けられた際の
   前記テールフレーム内面に対する相対距離を検出する計
   測センサと、該計測センサで検出された相対距離に基づ
   きテールクリアランスを演算して出力する演算装置とを
   備えてなることを特徴とするテールクリアランス計測装
   置。